Métodos para mejorar la conmutación de motores DC.

Existen principalmente los siguientes métodos para mejorar la conmutación de un motor de corriente continua:

1. Instale el polo del conmutador

Actualmente, el método efectivo es instalar el polo del conmutador. Para eliminar los efectos adversos de la fuerza electromotriz inducida y cortar la fuerza electromotriz en el dispositivo de conmutación, se adopta el polo de conmutación y el núcleo magnético se denomina núcleo magnético del polo de conmutación. El polo de dirección se conecta en serie con el devanado del inducido, la corriente del inducido se excita y la dirección del polo magnético se invierte para generar la fuerza magnetomotriz opuesta al inducido. Además de vencer la fuerza magnetomotriz de reacción del inducido, también se establece en el entrehierro donde se encuentra el elemento de conmutación. Campo magnético de conmutación Bk. El elemento de conmutación corta Bk y genera una fuerza electromotriz de conmutación Ek. La dirección de Ek es opuesta a la dirección de Er+Ea para compensar el efecto de Er+Ea y mejorar el rendimiento de la conmutación.

Dado que Er+Ea es proporcional a la corriente del inducido, el campo magnético del polo de conmutación que genera Ek también debe ser proporcional a la corriente del inducido. Por lo tanto, el devanado de conmutación está conectado en serie con el devanado del inducido y el circuito magnético de conmutación no debe saturarse. Para mantener la insaturación del circuito magnético del conmutador, generalmente se inserta una placa de ajuste no magnética de espesor apropiado entre el yugo y el núcleo del polo del conmutador.

Ahora, los motores de CC de más de 1kW están equipados con polos conmutadores.

2. Elige el cepillo adecuado

Hay resistencia de contacto entre la escobilla y el conmutador, lo que puede reducir la corriente adicional y mejorar el rendimiento del conmutador. Los motores de corriente continua no utilizan escobillas de metal con baja resistencia de contacto, sino escobillas de carbón y escobillas de grafito. Sin embargo, no puede elegir a voluntad una escobilla con una gran resistencia, de lo contrario, la caída de tensión de contacto entre la escobilla y el conmutador aumentará, el conmutador generará más calor y la pérdida de potencia será mayor.

3. Devanado de compensación

El polo del conmutador supera la influencia del campo magnético de reacción del inducido donde se encuentra el elemento del conmutador, y la reacción del inducido más allá de este punto todavía existe. Si este efecto es fuerte, el flujo magnético en ambos lados del polo magnético tendrá efectos diferentes. Si la densidad de flujo magnético en la pieza polar es alta, el voltaje del devanado del inducido en esta posición es demasiado alto y la diferencia de voltaje entre los segmentos del conmutador conectados a él provocará chispas. En este momento, el devanado de compensación está dispuesto en serie con el devanado del inducido en la pieza polar del polo magnético principal, y la corriente del inducido fluye a través del devanado de compensación, lo que puede eliminar por completo la reacción del inducido. Los devanados de compensación en realidad solo se usan para grandes motores de CC.

4. Mueva la posición del cepillo

En un motor de CC de pequeña capacidad sin un polo conmutador, la escobilla se puede mover en un ángulo apropiado desde el neutro geométrico para mejorar la conmutación. Para generadores, las escobillas se mueven a lo largo de la armadura, para motores, las escobillas se mueven a lo largo de la armadura. Por tanto, el elemento de conmutación sale de la línea neutra geométrica y entra en el polo magnético principal. El polo magnético principal se usa para reemplazar el polo magnético direccional, la fuerza electromotriz inducida EF y ER son iguales en magnitud, de dirección opuesta y se cancelan mutuamente para lograr el propósito de mejorar la conmutación.

La desventaja de este método es que después de que el cepillo abandona la línea neutra geométrica, se generará una fuerza magnetomotriz de armadura de eje directo que desmagnetiza el campo magnético principal. En segundo lugar, debido a que ER cambia con el tamaño de la carga, EF también debería cambiar con el tamaño de la carga, lo que requiere que el ángulo de movimiento del cepillo cambie con el tamaño de la carga, lo cual es imposible. Por lo tanto, este método solo es adecuado para motores con pequeños cambios de carga.

El análisis anterior se basa en el contacto completo entre la superficie del conmutador y la escobilla. Sin embargo, la superficie real del conmutador siempre es imposible que sea redonda y polvorienta. Las escobillas del motor de CC de alta velocidad aún tienen rebote, especialmente la vibración del propio motor ferroviario. En estas ocasiones, suele ser necesario diseñar una fuerza electromotriz mayor en el conmutador. El motor de CC con un cambio brusco en la carga también debe diseñarse para tener una fuerza electromotriz de conmutación mayor.