Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор существующих работ 8
I.I.Классификация различных видов асимметрии 8
1.2.Магнитная асимметрия 10
1.3. Электрическая асимметрия обмотки якоря 14
1.4.Местная электрическая асимметрия 20
1.5.Асимметрия скользящего контакта 22
I.б.Постановка задачи исследования 25
2. STRONG Разработка методики теоретического исследования работы машины постоянного тока при наличии местной электриче ской асимметрии якорной обмотки и асимметрии скользя -
щего контакта STRONG 27
2.1.Постановка задачи 27
2.2.Варьируемые параметры продольно-поперечной схемы за мещения 30
2.3. Математическая модель, описывающая явления в обмотке якоря при местной электрической асимметрии 35
2.3.1.Расчет растекания токов в элементах обмотки якоря при изменении дополнительного сопротивления одной из секций 48
2.3.2.Влияние числа уравнительных соединений на растека ние токов 53
2.3.3.Влияние сопротивления уравнительных соединений на растекание токов 65
2.4.Исследование влияния скользящего контакта на расте кание токов в элементах обмотки якоря 68
2.5.Особенности расчета растекания токов при учете числа параллельных ветвей обмотки якоря 75
2.5.І.Сравнение расчетных и экспериментальных данных растекания токов для машины П 101 86
2.6.Выводы 88
3. Местная электрическая асимметрия и асимметрия сколь зящего контакта 91
3.1.Возможные случаи местной электрической асимметрии 91
3,2. Местная асимметрия, обусловленная нарушением кон такта петушок-коллектор . 96
3.3.Местная асимметрия, обусловленная распайкой секции... 103
3.4.Возможные случаи асимметрии скользящего контакта 107
З.б.Явление селективности 108
3.6.Возможное влияние селективности растекания токов на работу машины 112
3.7.Выбор числа уравнительных соединений для снижения влияния местной электрической асимметрии и асимметрии скользящего контакта на селективность растекания токов. 116
3.8.Выводы 119
4. Методика проведения экспериментов по асимметрии 121
4.1.Описание экспериментальной установки 121
4.2. Принятый в работе метод осциллографирования тока в отдельных элементах обмотки якоря 127
4.3.Влияние экранирования проводов на точность получен ных экспериментальных данных 135
4.4.Особенности определения области безыскровой работы 138
5. Экспериментальное исследование различных видов асим метрии 140
5.1.Цели и задачи исследования 140
5.2.Исследование нарушения контакта петушок-коллектор 140
5.3.Исследование местной асимметрии, обусловленной рас пайкой секции 152
5.4.Исследование уравнительного тока, протекающего через однополярные щетки 158
5.5.Влияние числа уравнительных соединений и асимметрии скользящего контакта на работу машины постоянноготока 161
Заключение 170
Литература 173
Приложение I
- Электрическая асимметрия обмотки якоря
- Математическая модель, описывающая явления в обмотке якоря при местной электрической асимметрии
- Местная асимметрия, обусловленная нарушением кон такта петушок-коллектор
- Принятый в работе метод осциллографирования тока в отдельных элементах обмотки якоря
Введение к работе
В Основных направлениях экономического и социального развития страны на I98I-I985 годы и на период до 1990 года / I / предусматривается значительное повышение качества и надежности всех видов выпускаемой продукции. Естественно, что это в первую очередь касается и электродвигателей, как основных преобразователей электрической энергии в механическую. В настоящее время более 60 процентов всей вырабатываемой электроэнергии используется электрическим приводом. Причем, приводом наиболее ответственных и уникальных машин является электропривод постоянного тока, составляя 4-5 процентов по мощности от всех электрических машин. Высокий уровень использования в качестве электропривода двигателей постоянного тока будет сохраняться и в будущем. Это связано с дальнейшей автоматизацией производственных процессов и внедрением тиристорного управления.
Обмотка якоря машины постоянного тока является ее важнейшим элементом, так как при ее ближайшем участии происходит образование вращающего момента, а также преобразование механической энергии в электрическую. В процессе коммутации основным коммутирующим звеном являются секции якорной обмотки и от правильного выбора параметров этой обмотки во многом зависит коммутационная надежность машины. Кроме того, анализ статистических данных / 53 / отказов машин постоянного тока свидетельствует о том, что 65 процентов их выходит из строя из-за повреждений в обмотке якоря.
Как показывает практика эксплуатации, основными повреждениями обмоток якорей являются витковые замыкания, замыкания на корпус, распайка петушков, секций в петушках, полусекций в лобовых частях, противоположных коллектору, а также преждевременный выход из строя изоляции из-за ее перегрева. Выход из строя обмотки якоря, как правило, влечет большие затраты, связанные с ремонтом и простоем машины. Ремонт обмотки якоря сложен и требует высокой квалификации обслуживающего персонала.Не менее сложным является и определение места повреждения, поскольку строгой диагностики возможных неисправностей машины по внешним признакам их проявлений не существует. Авторами Гемке Р.Г.,Тун А.Я., Шпизер Р., Грюттер Ф. в / 25, 26, 27 / приводятся причины вызывающие искрение на коллекторе машины, но теоретического объяснения происходящих в обмотке якоря явлений при том или ином повреждении не дается.
Как известно, петлевые обмотки снабжаются уравнительными соединениями первого рода для борьбы с уравнительными токами, обусловленными наличием магнитной асимметрии. Принято считать, что обмотки якоря крупных машин постоянного тока должны снабжаться полным числом уравнительных соединений первого рода.Од-нако, в / 7, 30 / показано, что различные повреждения, имеющие место в обмотке якоря в процессе эксплуатации, обусловливают протекание дополнительных токов по контурам, образованным секциями и уравнительными соединениями. Однако разработанной методики расчета дополнительных токов не существует. Дополнительные токи в обмотке якоря создают неравномерное распределение токов по отдельным участкам параллельных ветвей, а это вблизи щеточного контакта усложняет условия коммутации машины.
Таким образом, исследование влияния параметров элементов обмотки якоря,числа уравнительных соединений на величину дополнительных в них токов, обусловленных повреждениями, возникающими неизбежно в процессе эксплуатации машины является актуальной задачей. С учетом изложенного, в настоящей работе поставлена задача разработки диагностики различных видов повреждений, имеющих место в якорной цепи, анализа факторов, качественно влияющих на степень ухудшения работы машины постоянного тока при наличии того или иного вида асимметрии, выдачи соответствующих рекомендаций, имеющих цель наиболее рациональным образом ослабить влияние на стадии проектирования или устранить в процессе эксплуатации имеющие место повреждения, связанные с различными видами местной электрической асимметрии обмотки якоря.
Диссертационная работа выполнена в Украинском заочном политехническом институте имени И.З. Соколова в соответствии с программой, разработанной совместно кафедрой "Электрические машины и аппараты" и п/я А-7376. Программа включала в себя теоретические и экспериментальные исследования. Результаты исследований в виде отчетов переданы на п/я А-7376, докладывались на научно-технической конференции "Актуальные прикладные проблемы электротехники и энергетики в трудах молодых ученых г.Харькова" (г.Харьков, 1982 г. ), на Республиканской научно-технической конференции "Перспективы развития электромашиностроения на Украине" (г.Харьков, 1983 г.), а также опубликованы в работах автора / 33, 43, 44, 52 /.
Электрическая асимметрия обмотки якоря
Как указывалось выше, обмотка, в которой во всех параллельных ветвях в любой момент времени наводятся одинаковые ЭДС, может быть названа симметричной. Равенство ЭДС в параллельных ветвях якорной обмотки будет иметь место в том случае, когда все эти ветви состоят из одинакового числа элементов и одинаковым образом располагаются в магнитном поле при любом положении якоря. Исходя из этих соображений Е. Арнольд сформулировал условия симметрии якорных обмоток в следующем виде:
Легко видеть, что условия симметрии Г.Секвенца являются более жесткими, чем условия симметрии Е.Арнольда. Однако, эксплуа тационная практика не показала заметного ухудшения рабочих свойств простых петлевых обмоток при невыполнении в них условий симметрии по / 10 /. Многие исследователи /II, 12 / даже считают, что простые петлевые обмотки с К/р - нечетное число, обладают рядом преимуществ (например,лучшие условия коммутации) перед обмотками с К/р - четное число и данные статистики показывают, что указанные петлевые обмотки получили более широкое применение на практике.
Как известно,мощность машин постоянного тока в одноякорном исполнении может быть выражена согласно формулы А.П.Касьянова /13/ где А - линейная нагрузка якоря; Да - диаметр якоря; Ws - число витков в секции якоря; AUcp- средняя величина напряжения между соседними коллек -торными пластинами.
Величина Да ограничивается условиями механической надежности, А - условиями нагрева и коммутации и, наконец, величина ДЦср ограничивается условиями надежности машины относительно появления кругового огня на коллекторе. Отсюда следует известный вывод о том, что в машинах, так называемой предельной мощности которых все перечисленные величины подходят к своему верхнему пределудальнейшее увеличение мощности возможно только за счет увеличения отношения CL/P ,что в свою очередь,обуславливает применение двухходовых петлевых и лягушачьих обмоток. По этой причине в последние годы резко возросло применение двухходовых петлевых и лягушачьих обмоток.Появились также трехходовые обмотки.В применяемых трехходовых обмотках не могут выполняться
не только условия Г.Секвенца,но даже менее жесткие условия Е.Арнольда. В двухходовых обмотках условия Г.Секвенца также никогда не выполняются (условие (1.6) вообще невыполнимо ), а условия Е.Арнольда выполняются только в многократно замкнутых обмотках с К/р и Zto - четными числами. Однако, при таком сочетании па -раметров уравнительные соединения первого рода электрически соединяют точки одинакового потенциала, принадлежащие одному ходу . Для возможного выполнения жесткой электрической связи между ходами, осуществляемой уравнителями второго рода, в настоящее время предпочитают применять так называемые несимметричные обмотки с КІО - нечетное число. При этом Таким образом, в крупных машинах постоянного тока с несим -метричными двухходовыми обмотками не выполняются условия (I.I) и (1.2) Е.Арнольда.
Перед исследователями естественно встал вопрос, какое вредное действие оказывает асимметрия указанных обмоток и что явля -ется критерием допустимой величины этой асимметрии? Естественно было предположить,что основным вредным последствием электричес -кой асимметрии обмоток является возникновение уравнительных токов, циркулирующих между ходами обмотки. И.Н.Рабиновичем / 14 /,а затем А.Я.Лембергом / 15 / с помощью метода потенциальных многоугольников ЭДС было установлено, что величина небалансной ЭДС ДЄл порождающая протекание уравнительных токов определяется степенью расхождения потенциальных многоугольников различных ходов обмотки. Там же приводятся соответствующие формулы для подсчета указанной величины ЭДС и делается вывод о том,что величина ЛЄп не должна превышать 1,6 + 2 В. Однако, последующая практика эксплуатации не подтвердила правомерности сформулированных выше положений.
В процессе эксплуатации машин с несимметричными двухходовыми обмотками выяснилась еще одна отрицательная особенность их работы /16, 17/. Между соседними коллекторными пластинами, принадлежащими к разным ходам обмотки, были обнаружены заметные пульсации напряжения с различными амплитудами по окружности коллектора. Анализ, проведенный П.М.Ипатовым / 16, 18, 19 / и В.В. Фетисовым /20, 21 / показал, что причина этого явления заключается в том, что в указанных обмотках появляются благоприятные условия для выпучивания высших гармонических порядка близкого к Z/pfTl . Там же предложены формулы для подсчета ЭДС, возникающих между ходами обмотки и обусловленных высшими гармоническими тока.
По мнению, высказанному П.М.Ипатовым и В.В.Фетисовым,наличие выпучивания отдельных высших гармонических в кривой ЭДС между ходами обмотки может вызвать следующие отрицательные явления. Появление высокочастотных контурных токов, прохождение которых через скользящий контакт может отрицательным образом сказываться на коммутацию машины. Появление пульсаций напряжения между соседними коллектор -ными пластинами,принадлежащими к различным ходам обмотки. Эти пульсации, достигая в некоторых случаях довольно больших значений, снижают потенциальную устойчивость на коллекторе в отношении
Математическая модель, описывающая явления в обмотке якоря при местной электрической асимметрии
Математическое исследование содержит определение растекания токов и их величины при наличии в обмотке якоря того или иного вида повреждения. В отличие от предыдущих исследований /7, 30 /, рассматривается случай, когда изменяемое сопротивление /\Rs , обусловленное повреждением элементов обмотки, во много раз превышает Rs и даже стремится к бесконечности. Это обстоятельство вносит определенную специфику в методику расчета и исследования.
Как показано в работе / 33 /, дополнительные токи,обусло -вленные повреждением секций, локализованы в небольшом числе звеньев, непосредственно примыкающих к поврежденной секции.Это позволяет с достаточной степенью точности для расчетов использовать продольно-поперечную схему замещения третьего приближения.
При этом принимаем следующие допущения: - по параллельной ветви протекает постоянный ток; - поврежденный участок входит в состав данной параллель -ной ветви; - периоды коммутации поврежденного участка не рассматриваем; - сопротивление скользящего контакта для дополнительного тока, обусловленного местной электрической асимметрией, считаем несравненно большим, чем сопротивления секций и уравнительных соединений.
Правомерность сделанных допущений будет обоснована в последующих главах.
Для иллюстрации последовательности нахождения дополнительных токов рассмотрим продольно-поперечную схему замещения обмотки якоря 10-ти полюсной машины ( рис.2.1 ), ограниченную в продольном направлении четырьмя уравнительными соединениями (второе приближение). Расчет токов в указанной схеме наиболее целесообразно производить используя метод контурных токов /34/ Число неизвестных при этом можно значительно сократить, учитывая симметрию звеньев, одинаково расположенных относительно участка, содержащего повреждения &Rs При вычислениях используем относительную систему единиц ( la = 100). Пользуясь /,будем имитировать падение напряжения на сопротивлении поврежденного участка /IRs появлением дополнительной ЭДС йЕ где Ins - величина тока в поврежденном участке.
Приводим расчетные уравнения для четырех независимых контуров продольно-поперечной схемы замещения (рис.2.1)
Квадратная матрица, составленная из коэффициентов при контурных токах, является функциональной матрицей общего вида
Решение системы линейных уравнений (2.3) может быть представлено в виде MIK - минор, получающийся из определителя JX "вычеркиванием" первой строки и К -го столбца. По полученным значениям контурных токов определяем вели -чины дополнительных токов в продольных элементах (секциях) и поперечных элементах (уравнительных соединениях)
Результирующие значения токов в продольных элементах об -мотки якоря (см. рис.2.1) составят: Таким образом, мы получили значения токов при фиксированном значении дополнительной ЭДС /IE .
Как видно из выражения (2.1) значение дополнительной ЭДС ( АЕ ) зависит от величины сопротивления поврежденного участка ( /IRs ) и от величины тока в поврежденном участке ( Ins ).Поэтому для определения величины дополнительной ЭДС в зависимости от величины сопротивления поврежденного участка воспользуемся теоремой об эквивалентном генераторе, известной также под наименованием теоремы Тевенена / 37 /.
Для выполнения расчетов теорему об эквивалентном генера -торе рациональнее применить используя источник тока (рис.2.2) с проводимостью ZIGs вместо источника ЭДС с сопротивлением ARs, Рис.2.2.Эквивалентная схема с источником тока продольно-поперечной схемы замещения.
Тогда падение напряжения на поврежденном участке опреде ляется по формуле где la - значение тока в параллельной ветви при отсутствии повреждения ( la = 100); /lCs= i/4Rs - проводимость места повреждения; Сэ - эквивалентная проводимость продольно-поперечной схемы замещения относительно поврежденного участка. Значение эквивалентной проводимости схемы замещения опре -деляется выражением где Дн - алгебраическое дополнение полученное из определителя "вычеркиванием" первого столбца и первой строки
Как видно из вышеизложенного, решение системы, состоящей из четырех уравнений, представляет определенную громоздкость. Продольно-поперечная схема замещения третьего приближения состоит из девяти уравнений, четвертого приближения - из 16-ти уравне -ний и т.д.
Местная асимметрия, обусловленная нарушением кон такта петушок-коллектор
Как известно, место впайки петушка в коллекторную пластину является одним из наименее надежных в механическом отношении в машинах постоянного тока - на практике часто имеет место нарушение электрического контакта в указанном месте. Принято считать, что указанное явление сопровождается ухудшением рабочих свойств машины, в частности, ухудшением условий ее коммутации. Из вышеизложенного становится ясной актуальность задачи установления внешних признаков (диагностики) указанного явления, что позволяет отличать его от ряда других схожих явлений как механического, так и электрического происхождения. В то же время, как мы отмечали в первой главе, точной диагностики указанных явлений не существует / 25, 26, 27, 29 /. Если в указанной литературе описываются возможные причины искрения вследствие рассматриваемого дефекта, то физика происходящих процессов при тех или иных повреждениях в обмотке якоря не рассматривается.
Во второй главе методом продольно-поперечной схемы замещения /1 I нами выполнено теоретическое исследование происходящих в обмотке якоря процессов при нарушении контакта в отдельных ее элементах. В настоящей главе задача состоит в выявлении физики происходящих явлений. Результаты экспериментальных исследований приведены ниже в пятой главе.
Рассмотрим следующий, наиболее часто встречающийся на практике,случай. Имеет место нарушение контакта петушка 3 с соответствующей коллекторной пластиной (рис.3.3). Весь цикл работы машины можно подразделить на четыре периода: - коллекторная пластина 3 не замыкается щетками (не участвует в процессе коммутации); - коллекторная пластина 3 участвует в процессе коммутации в качестве набегающей пластины,т.е. пластины не полностью перекрытой щеткой; - коллекторная пластина 3 участвует в процессе коммутации и вся ее поверхность находится в контакте со щеткой; - коллекторная пластина 3 участвует в процессе коммутации в качестве сбегающей пластины. Рассмотрим в последовательном порядке все четыре периода.
При вхождении поврежденного элемента в состав параллельной ветви коллекторная пластина 3 практически не связана с обмоткой якоря. Руководствуясь логическими соображениями полагаем, что никакие, заслуживающие внимания специфические явления для данного случая не возникают.
Для случая, когда коллекторная пластина 3 (рис.3.3,б) является набегающей, нетрудно видеть, что на участке между уравнителем и набегающими краями щеток параллельные ветви будут состоять из различного числа секций, вследствие чего, в замкнутом контуре, образованном этими элементами,возникает небалансная ЭДС,численно равная ЭДС вращения Bw 9 которая наводится в секции 3 полем дополнительного полюса. В крупных машинах указанная ЭДС может достигать нескольких вольт. Эта ЭДС обусловит в контуре,образованном участком параллельной ветви с секциями 152-7, уравнителем 8-84, участком параллельной ветви с секциями 83-76 и уравнителем 76-152, протекание уравнительного тока Ii/. Поскольку сопротивление указанного контура мало, величина уравнительного тока может быть весьма значительной. Сопротивление скользящего контакта на участке Шд-Щэ несравненно больше сопротивления замкнутого кон тура, состоящего из секций и уравнителей, поэтому величина уравни тельного тока, протекающего через щетки будет незначительной,что подтверждено специальным экспериментом, методика проведения кото рого изложена в пятой главе. Наиболее ощутимым проявлением тока 1у является увеличение нагрева двух уравнительных соединений, близлежащих к месту нарушения контакта, так как сечение уравнительных соединений в несколько раз меньше сечения проводников параллельной ветви якорной обмотки.
Третий из рассматриваемых периодов относится к случаю,когда коллекторная пластина 3 полностью перекрыта щетками. Здесь две секции, подключенные к петушку 3,включены последовательно, образуя единый короткозамкнутый контур. При коммутации этого контура в нем возникает удвоенное значение реактивной ЭДС и,соответственно,удвоенное значение ЭДС вращения. Баланс ЭДС при этом не нарушается, однако наличие удвоенного значения ЭДС в крупных машинах может привести к заметному ухудшению коммутации. Весьма незначительно должно сказываться на коммутацию и то обстоятельство, что в пазу с поврежденным петушком будет коммутировать число секций на единицу меньше, чем в остальных пазах,что приведет к деформации кривых is—jib) для секций данного паза. Кроме того, нарушаются нормальные условия демпфирования данного паза.
Четвертый из рассматриваемых периодов относится к случаю, когда коллекторная пластина 3 является сбегающей. Секция 3 завершит коммутацию одновременно с секцией 2, т.к. они остаются включенными последовательно в течение периода коммутации. В данном случае в замкнутом контуре, образованном участками параллельных ветвей и уравнителями под действием ЭДС вращения также потечет уравнительный ток. Но поскольку в двигателе зона сбегающего края дополнительного полюса подвержена размагничивающему действию основного магнитного поля, значение результирующей ЭДС вращения на завершающем этапе коммутации будет невелико и уравнительный ток, вызванный этой ЭДС будет незначительным, в противоположность случаю, когда коллекторная пластина с поврежденным петушком является
Принятый в работе метод осциллографирования тока в отдельных элементах обмотки якоря
Первые опыты осциллографирования тока исследуемого коммутируемого контура электрической машины были проведены Е.Арнольдом / 3 /, когда в рассечку исследуемой секции вводилось небольшое сопротивление, от зажимов которого через контактные кольца провода подключались к осциллографу.
Позднейшие исследования показали, что дополнительное сопротивление весьма, существенно влияет на протекание процесса в коммутируемом контуре, искажая кривые, характеризующие коммутацию / 48 /.
К.И.Шенфер решает задачу осциллографирования тока коммутируемой секции по методу бифилярного витка / 49 /, когда на осциллограф передается падение напряжения только в активном соп -ротивлении секции, т.к. в контуре исследуемой секции и проводов реактивные ЭДС взаимно уничтожаются.
Однако специальные испытания путем непосредственного осциллографирования, произведенные О.Г.Вегнером / 50 /,показали, что все конструктивные исполнения бифилярного контура не исключают наводок ЭДС и это обстоятельство поставило под сомнение достоверность указанного метода измерения.
Более точные результаты были получены при использовании для отвода тока метода безиндуктивного шунта.При этом в лобовой части секции со стороны, противоположной коллектору,в местах паек полусекций (рис.4.4,а), уравнителя к петушку (рис.4.4,б), а также полусекций к петушку (рис.4.4,в) в их разрывы присоединяются участки из манганина, имеющие небольшую длину, откуда и прокладываются отводы к контактным кольцам. Наличие манганина обуславливает почти полное отсутствие температурных погрешностей,малая длина шунта снижает магнитные потоки, сцепленные с измеритель -ным контуром - все это повышает точность измерения. Единственное опасение, на которое обращается внимание в / 30 /, это то, что препарированные секции имеют омическое сопротивление, отличное от остальных секций. Однако, как указано в / 28, 50 /при значениях падения напряжения на измерительном шунте, не превышающем 50 мВ при номинальной нагрузке машины, ощутимых погрешностей это обстоятельство не вносит.
И действительно.Для обеспечения указанных условий сопротивление манганинового шунта в машине П 101 при номинальном токе якоря 1Й = 505 А ( 1а= 126 А) не должно превышать 0,4.10 3 0м. Сопротивление секции указанной машины Rs= І.Ю" 0м (RA=9, 55.10"" 0м). Таким образом, отношение сопротивления шунта к сопротивлению секции равно 0,4. Как показывают расчеты, выполненные во второй главе, местная электрическая асимметрия в исследуемой машине при отношении URs/Rs =0,4 обуславливает снижение тока в участке, содержащем манганиновый шунт, на 1,8 процента. Но это при условии полного числа уравнителей в машине. При уменьшении числа уравнителей растекание токов также уменьшается. Отсюда мо жно сделать вывод, что местная электрическая асимметрия, вызванная препарацией машины,незначительно влияет на растекание токов.
Поэтому, учитывая, вышеизложенное, для отведения тока от отдельных элементов обмотки якоря используем метод манганинового шунта.
Переходя непосредственно к описанию техники снятия кривых изменения токов, отметим,что нами используется электронный двух-лучевой осциллограф CI-I8, имеющий как периодическую, так и ждущую развертки.
Наиболее совершенный метод осциллографирования токов в обмотке якоря в настоящее время изложен в / 28/.В этом методе ос-циллографирование производится с помощью двухлучевого электронного осциллографа, диска с рядом отверстий,закрепленного на свободном конце вала исследуемой машины и фотодатчика с осветителем (рис.4.5).
Особенностью этого метода является то обстоятельство, что сигнал с фотодиода снимается в момент, когда отверстие в диске располагается по центру фотодиода, на который начинает проникать свет от осветителя. При этом отверстие в диске располагается по центру фотодиода в тот момент, когда коллекторная пластина, к которой присоединена исследуемая секция не доходит до набегающего края щетки.Как показала практика в указанной схеме оказалось невозможным с необходимой точностью определить начало процесса коммутации, так как время собственного запаздывания по электри -ческим цепям осциллографа не позволяет точно определить момент набегания щетки на указанную коллекторную пластину.
В / 51 / для устранения указанного недостатка на щеточном болту в специальном приспособлении, позволяющем обеспечивать его регулировку, предложено устанавливать фотодиод, засветка которого осуществляется лучом от коллекторной пластины, освещаемой то чечным источником света. Так как отражающая способность коллекторных пластин выше чем межламельной изоляции, на экране осциллографа отчетливо видны метки, соответствующие пластинам. Для определения нужной коллекторной пластины и правильного запуска ждущей развертки на набегающем крае коллекторной пластины предшествующей той, к которой подключена исследуемая секция, наклеивается узкая полоска алюминиевой фольги, что позволяет увели -чить импульс напряжения снимаемого с фотодатчика при прохожде -нии указанной пластины. Указанный метод при идеально работающей в механическом отношении машине явился бы более точным, чем предыдущий, хотя он более громоздок и сложен. Однако, как показали результаты наших экспериментов, наличие неизбежных вибраций машины резко повышает погрешность рассматриваемого метода, вследствие чего он вряд ли может быть рекомендован для исследований, требующих определения границ коммутации.
Отметим„ также, что в обоих рассматриваемых методах фиксируется только начальный момент коммутации ( с помощью указанного синхронизирующего импульса от усилителя фотодатчика),а конечные точки периода коммутации определяются расчетным путем по расчетному периоду коммутации. Учитывая то обстоятельство, что действительный период коммутации зачастую меньше расчетного,ясно, что указанным путем невозможно определить действительны границы коммутационного периода и что главное - измерить экспери -ментальным путем ток разрыва lp , имеющий столь большое зна -чение для определения коммутационной напряженности машины ( построение 17 - образных кривых /28 /).
Таким образом, констатируя вышеизложенное отметим, что все известные методы дают определенные погрешности, в связи с чем нами разработан и опробован новый метод / 52 / определения границ прохождения коммутационного процесса обладающий по нашему мнению достаточной степенью точности.
Суть метода состоит в следующем. Диск с отверстиями устанавливается на свободном конце вала исследуемой машины,фотодатчик с усилителем и осветителем настраиваются по набегающему краю предшествующей коллекторной пластины. На том же конце вала располагаются контактные кольца, к которым подключены выводы с шунтов, впаянных в лобовые части исследуемой секции. При токе якоря и токе возбуждения равными нулю якорь исследуемой машины разворачивается до определенной частоты вращения.На первый вход двухлучевого осциллографа с усилителя фотодатчика подается сигнал для запуска ждущей развертки. Второй вход осциллографа подключается к соответствующим кольцам. По обмотке добавочных полюсов пропускается ток подпитки попеременно различного направ -ления и такой величины, чтобы кривые токов коммутации исследуемой секции имели явновыраженные границы коммутационного процесса. При этом начало и конец коммутационного процесса будут иметь место в общих точках пересечения кривых Ls=j(t) с временной осью. После чего снимаются рабочие осциллограммы и-fit) Ьч-fU) и Ln flt) с фиксированными границами.
