วิธีการปรับปรุงการส่งผ่านคืออะไร

วิธีการปรับปรุงการสับเปลี่ยนกระแสคืออะไร?

คำนิยามของการสับเปลี่ยนกระแส

การสับเปลี่ยนกระแสคือกระบวนการกลับทิศทางของกระแสในขดลวดเพื่อรักษาการทำงานของมอเตอร์ให้มีประสิทธิภาพ

มีวิธีการปรับปรุงการสับเปลี่ยนกระแสหลักๆ สามวิธี

• การสับเปลี่ยนกระแสโดยใช้ความต้านทาน

• การสับเปลี่ยนกระแสโดยใช้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

• การใช้ขดลวดชดเชย

การสับเปลี่ยนกระแสโดยใช้ความต้านทาน

ในการสับเปลี่ยนกระแสโดยใช้วิธีนี้ เราใช้แปรงที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงเพื่อให้ได้การสับเปลี่ยนกระแสที่ไม่มีประกายไฟ ซึ่งสามารถทำได้โดยการแทนที่แปรงทองแดงที่มีความต้านทานต่ำด้วยแปรงคาร์บอนที่มีความต้านทานสูง

เราสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนจากภาพว่ากระแส IC จากขดลวด C อาจไปถึงแปรงได้สองทางในช่วงการสับเปลี่ยนกระแส ทางหนึ่งคือผ่านเซ็กเมนต์คอมมิวเทเตอร์ b และไปยังแปรง อีกทางหนึ่งคือผ่านขดลวด B ที่มีวงจรป้อนตรงและผ่านเซ็กเมนต์คอมมิวเทเตอร์ a แล้วไปยังแปรง เมื่อความต้านทานของแปรงต่ำ กระแส IC จากขดลวด C จะเลือกทางที่สั้นกว่า คือทางแรก เพราะความต้านทานไฟฟ้าของมันน้อยกว่าทางที่สอง

เมื่อใช้แปรงที่มีความต้านทานสูง เมื่อแปรงเคลื่อนที่เข้าใกล้เซ็กเมนต์คอมมิวเทเตอร์ พื้นที่สัมผัสระหว่างแปรงและเซ็กเมนต์ b จะลดลง ในขณะที่พื้นที่สัมผัสระหว่างแปรงและเซ็กเมนต์ a จะเพิ่มขึ้น ตอนนี้เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่สัมผัส ความต้านทาน Rb จะเพิ่มขึ้นและ Ra จะลดลงเมื่อแปรงเคลื่อนที่ ดังนั้นกระแสจะเลือกทางที่สองเพื่อไปยังแปรง

วิธีนี้ช่วยให้การกลับทิศทางของกระแสในทิศทางที่ต้องการเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้การสับเปลี่ยนกระแสดีขึ้น

ρ คือความต้านทานจำเพาะของตัวนำ

l คือความยาวของตัวนำ

A คือพื้นที่ภาคตัดขวางของตัวนำ (ในคำอธิบายนี้ใช้เป็นพื้นที่สัมผัส)

 การสับเปลี่ยนกระแสโดยใช้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

สาเหตุหลักของการล่าช้าในการกลับทิศทางของกระแสในขดลวดป้อนตรงในช่วงการสับเปลี่ยนกระแสคือคุณสมบัติเหนี่ยวนำของขดลวด ในวิธีการสับเปลี่ยนกระแสประเภทนี้ แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของขดลวดจะถูกชดเชยโดยการสร้างแรงดันไฟฟ้าที่กลับทิศทางในขดลวดป้อนตรงในช่วงการสับเปลี่ยนกระแส

แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในขดลวดป้อนตรงเนื่องจากคุณสมบัติเหนี่ยวนำของขดลวด ซึ่งต่อต้านการกลับทิศทางของกระแสในช่วงการสับเปลี่ยนกระแส เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ

เราสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าที่กลับทิศทางได้สองวิธี

• โดยการเลื่อนแปรง

• โดยการใช้ขั้วแทรกหรือขั้วสับเปลี่ยน

 วิธีการสับเปลี่ยนกระแสโดยการเลื่อนแปรง

 ในการปรับปรุงการสับเปลี่ยนกระแสโดยวิธีนี้ แปรงจะถูกเลื่อนไปข้างหน้าสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง และเลื่อนไปข้างหลังสำหรับมอเตอร์ เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่กลับทิศทางเพียงพอสำหรับการกำจัดแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ เมื่อแปรงถูกเลื่อนไปข้างหน้าหรือข้างหลัง มันจะนำขดลวดป้อนตรงไปอยู่ภายใต้อิทธิพลของขั้วต่อไปซึ่งมีขั้วตรงข้าม ดังนั้นด้านข้างของขดลวดจะตัดฟลักซ์จากขั้วหลักที่มีขั้วตรงข้ามเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่กลับทิศทางเพียงพอ วิธีนี้ไม่ค่อยได้ใช้เนื่องจากเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ต้องเลื่อนแปรงทุกครั้งที่โหลดมีการเปลี่ยนแปลง

วิธีการใช้ขั้วแทรก

 ในการสับเปลี่ยนกระแสโดยวิธีนี้ ขั้วขนาดเล็กที่เรียกว่าขั้วแทรกจะติดตั้งบนโครงและวางไว้ระหว่างขั้วหลัก สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขั้วแทรกมีขั้วตรงกับขั้วหลักที่อยู่ติดกัน และสำหรับมอเตอร์ ขั้วแทรกมีขั้วตรงกับขั้วหลักที่อยู่ก่อนหน้า ขั้วแทรกจะสร้างแรงดันไฟฟ้าในขดลวดป้อนตรงในช่วงการสับเปลี่ยนกระแส ต่อต้านแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ และรับประกันการสับเปลี่ยนกระแสที่ไม่มีประกายไฟ

ขดลวดชดเชย

นี่คือวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการกำจัดปัญหาจากการตอบสนองของอาร์มาเจอร์และการแฟลชโอเวอร์ โดยการบาลานซ์ mmf ของอาร์มาเจอร์ ขดลวดชดเชยจะวางไว้ในช่องที่เตรียมไว้บนใบพัดขั้ว ขนานกับตัวนำโรเตอร์ (อาร์มาเจอร์)

ข้อเสียสำคัญของขดลวดชดเชยคือค่าใช้จ่ายสูง ขดลวดชดเชยส่วนใหญ่ใช้ในเครื่องมือขนาดใหญ่ที่ต้องเผชิญกับการโหลดเกินหรือการป้อนตรง และในมอเตอร์ขนาดเล็กที่ต้องการการกลับทิศทางอย่างกะทันหันและมีการเร่งความเร็วสูง