Этот вид коммутации имеет место в машине, если в процессе коммутации в коммутирующей секции ЭДС не наводится или, что более реально, сумма ЭДС в коммутирующей секции равна нулю. В этом случае для коммутирующей секции, замкнутой щеткой (рис. 27.1, б), в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно записать
i1r1 – i2r2 = 0 (27.1)
r1иr2— переходные сопротивления между щеткой и сбегающей 1 и набегающей 2 пласти –
нами; i1иi2— токи, переходящие в обмотку якоря через пластины 1 и 2:
i1 = ia + i; i2 = ia – i (27.2)
здесь i– ток в коммутирующей секции.
Используя (27.2), получим
(ia+i)r1– (ia–i)r2 = 0
откуда ток в коммутирующей секции
i = ia(r2 – r1)/ (r2 + r1) (27.3)
Закон изменения тока коммутирующей секции в функции времени определяется уравнением
i = iа(1 – 2t /Тк). (27.4)
Это уравнение является линейным, а поэтому график i= f (t) представляет собой прямую линию, пересекающую ось абсцисс в точкеt= 0,5Tk(рис. 27,2). Коммутация, при которой ток в коммутирующей секцииiизменяется по прямолинейному закону, называют прямолинейной (идеальной) коммутацией.
|
|
Весьма важным фактором, определяющим качество коммутации, является плотность тока в переходном контакте «щетка-пластина»: ji — плотность тока под сбегающим краем щетки; j2 — плотность тока под набегающим краем щетки.
Плотность тока под щеткой прямо пропорциональна тангенсу угла между осью абсцисс и графиком коммутации, т.е. j1≡tgα1, иj2 ≡tgα2. График прямолинейной (идеальной) коммутации имеет вид прямой линии. При этомα1=α2, а следовательно, плотность тока в переходном контакте «щетка — коллектор» в течение всего периода коммутации остается неизменной (j1=j2=const). Физически это объясняется тем, что при прямолинейной
Рис. 27.2. График тока прямолинейной коммутации
коммутации убывание тока, проходящего через сбегающую пластину коллектора, пропорционально уменьшению площади контакта щетки с этой пластиной, а нарастание тока через набегающую пластину пропорционально увеличению площади контакта щетки с этой пластиной.
Из построений, сделанных на рис. 27.2, следует, что к моменту времени, когда щетка теряет контакт со сбегающей пластиной, ток через эту пластину уменьшается до нуля. Таким образом, при прямолинейной коммутации пластина коллектора выходит из-под щетки без разрыва тока.
Изложенные свойства прямолинейной (идеальной) коммутации — постоянство плотности тока под щеткой и выход пластины из-под щетки без разрыва тока — являются основными, и благодаря им этот вид коммуташш не сопровождается искрением на коллекторе.