Vilka är metoder för att förbättra kommutation?

Vilka är metoderna för att förbättra kommuteringen?

Definition av kommutering

Kommuttering är processen att vända strömmen i spolen för att hålla motorn effektivt igång.

Det finns tre huvudmetoder för att förbättra kommuteringen.

• Motstånds-kommutering

• E.M.F. kommutering

• Kompenserande vindningar

Motstånds-kommutering

I denna metod för kommutering använder vi borstar med hög elektrisk resistans för att få glödningssvag kommutering. Detta kan uppnås genom att ersätta kopparborstar med låg resistans med kolborstar med hög resistans.

Vi kan tydligt se från bilden att strömmen IC från spolen C kan nå borsten på två sätt under kommutationsperioden. Ett sätt är direkt genom kommutatorsegmentet b och till borsten, och det andra sättet är först genom kortslutnings-spolen B och sedan genom kommutatorsegmentet a och till borsten. När borstens resistans är låg kommer strömmen IC från spolen C att följa det kortaste vägen, dvs. det första vägen eftersom dess elektriska resistans är relativt låg eftersom den är kortare än det andra vägen.

När borstar med hög resistans används, så när borsten rör sig mot kommutatorsegmenten, minskar kontaktytan mellan borsten och segmentet b, och kontaktytan med segmentet a ökar. Nu, eftersom den elektriska resistansen är omvänt proportionell till kontaktytan, kommer Rb att öka och Ra att minska när borsten rör sig. Då kommer strömmen att föredra det andra vägen för att nå borsten.

Denna metod säkerställer snabb vändning av strömmen i önskad riktning, vilket förbättrar kommuteringen.

ρ är ledningsresistansen för ledaren.

l är längden på ledaren.

A är tvärsnittet av ledaren (här används det som kontaktyta).

 E.M.F. kommutering

Huvudorsaken till förseningen av strömomsättningen i kortslutnings-spolen under kommutationsperioden är spolens induktiva egenskaper. I denna typ av kommutering neutraliseras reaktansspänningen som produceras av spolen på grund av dess induktiva egenskap genom att producera en omvänt riktad emf i kortslutnings-spolen under kommutationsperioden.

Reaktansspänning

Spänningstilltaget i kortslutnings-spolen på grund av dess induktiva egenskaper, vilket motsätter sig strömsvängningen under kommutationsperioden, kallas reaktansspänning.

Vi kan producera omvänt riktad emf på två sätt

• Genom att flytta borstarna.

• Genom att använda mellanpoler eller kommuteringspoler.

 Metod för kommutering genom att flytta borstarna

 I denna metod för att förbättra kommuteringen flyttas borstarna i framåtriktning för DC-generatorer och bakåtriktning för motorer för att producera tillräcklig omvänt riktad emf för att eliminera reaktansspänningen. När borstarna flyttas i framåt eller bakåt riktning placerar de kortslutnings-spolen under inflytande av nästa pol, vilken har motsatt polaritet. Då kommer sidorna av spolen att klippa nödvändig flöde från huvudpoler med motsatt polaritet för att producera tillräcklig omvänt riktad emf. Denna metod används sällan eftersom för bästa resultat, vid varje variation av belastning, måste borstarna flyttas.

Metod för användning av mellanpoler

 I denna metod fästs små poler, kallade mellanpoler, till yxan och placeras mellan huvudpoler. För generatorer matchar deras polaritet de intilliggande huvudpoler, och för motorer matchar de de föregående huvudpoler. Mellanpolerna inducerar en emf i kortslutnings-spolen under kommutationsperioden, vilket motverkar reaktansspänningen och säkerställer glödningssvag kommutering.

Kompenserande vindningar

Detta är den mest effektiva metoden för att eliminera problemet med armaturreaktion och flashover genom att balansera armaturens mmf. Kompenserande vindningar placeras i spår som finns i polens ansikten parallellt med rotorernas (armaturens) ledare.

Den stora nackdelen med kompenserande vindningar är deras höga kostnad. De används huvudsakligen i stora maskiner som utsätts för tunga överbelastningar eller pluggning, samt i små motorer som kräver plötslig svängning och hög acceleration.