§ 27.5. Круговой огонь по коллектору

При значительных перегрузках или внезапном коротком за­мыкании машины постоянного тока коммутация приобретает рез­ко замедленный характер. В этом случае между сбегающей кол­лекторной пластиной и сбегающим краем щетки возникает электрическая дуга. Так

Рис. 27.13. Растяжение электрической дуги на вращающемся коллекторе (а)

и расположение между щетками (б)

как коллектор вращается, то дуга механи­чески растягивается (рис. 27.13, а). Наря­ду с этим перегрузка машины сопровожда­ется усилением реак­ции якоря, под действием которой распре­деление индукции в воздушном зазоре машины становится не­ равномерным (см. рис. 26.4, в). В результате напряжение между соседними коллекторными пластинами увеличивается, превышая допустимые пределы (см. § 25.5). Это, с одной стороны, может привести к возникновению электрических дуг между смежными пластинами, а с другой стороны, появление высокого потенциала на некоторых пластинах вызывает резкое повышение напряжения между щеткой и коллекторными пластинами по мере их удаления от сбегающего края щетки. Все это создает условия для возникнове­ния электрической дуги между щеткой и коллекторными пластинами.

Таким образом, в условиях значительной перегрузки в машине постоянного тока появляются коммутационные и потенциальные причины для возникновения электрической дуги на коллекторе. При этом электрические дуги, вызванные коммутационными при­чинами, сливаются с дугами, вызванными потенциальными при­чинами, образуя вокруг коллектора мощную электрическую дугу, которая может перекинуться также и на корпус машины. Описан­ное явление называется круговым огнем по коллектору. Круговой огонь очень опасен, так как может привести к тяжелой аварии ма­шины, включая возникновение в машине пожара.

Добавочные полюсы и компенсационная обмотка хотя и ос­лабляют опасность возникновения кругового огня, но полностью ее не устраняют. Поэтому для защиты обмотки якоря от повреж­дения электрической дугой в случае возникновения кругового огня в электрических машинах, работающих в условиях частых пере­грузок, между коллектором и обмоткой на якоре устанавливают изолирующий экран. В некоторых машинах применяют воздушное дутье, сдувающее дугу в сторону подшипника, защищенного теп­лостойкой изоляционной перегородкой. Для создания препятствия на пути распространения дуги между щетками разной полярности устанавливают барьеры из изоляционного материала (рис. 27.13, б).

§ 27.6. Радиопомехи от коллекторных машин и способы их подавления

При неудовлетворительной коммутации коллекторная машина становится источником радиопомех, ухудшающих качество ра­диоприема, а иногда делающих его невозможным, поэтому уро­вень индустриальных радиопомех не должен превышать значений, определяемых действующими нормами.

Радиопомехи распространяются дву­мя путями: по эфиру (электромагнитное излучение) и через электросеть. Для по­давления помех, распространяемых по эфиру, электрические машины экрани­руют. В качестве экрана используют за­земленный корпус машины. Если со сто­роны коллектора в машине имеются окна, то их следует закрыть металлическим колпаком или сеткой, обеспечив им на­дежный контакт с корпусом машины.

Рис. 27.14. Схема вклю­чения помехозащитного фильтра

Для подавления помех, проникающих от машины в сеть, применяют симметри­рование обмоток и включение фильтров. Симметрирование обмоток состоит в том, что каждую обмотку, включенную после­довательно в цепь якоря, разделяют на две равные части и присоединяют сим­метрично к щеткам разной полярности.

Применение фильтров — основной способ подавления радиопо­мех. Для большинства машин достаточно установить емкостный фильтр в виде конденсаторов, включаемых между каждым токо­несущим проводом и корпусом машины (рис. 24.14). Значение ем­кости конденсаторов подбирают опытным путем, при этом они должны быть рассчитаны на рабочее напряжение машины. Для фильтров предпочтительны проходные конденсаторы типа КБП, у которых одним из зажимов является металлическая обо­лочка, прикрепляемая непосредственно к корпусу машины.

Контрольные вопросы

1.Какие причины могут вызвать искрение на коллекторе?

2.Какие степени искрения предусмотрены ГОСТом? Дайте каждой из них ха­рактеристику и укажите условия допустимости.

3.Почему прямолинейная коммутация не сопровождается искрением?

4.Какие причины, вызывающие искрение, возникают при замедленной комму­тации?

5.Объясните назначение и устройство добавочных полюсов.

6.Каковы причины, способные вызвать круговой огонь по коллектору? 7.Как можно снизить уровень радиопомех в коллекторной машине?