Іскріння на колекторі
причини іскріння
З практичної точки зору важливо, щоб комутація відбувалася без значного іскріння у контактних поверхонь щіток, так як сильне іскріння псує поверхню колектора і щіток і робить тривалу роботу машини неможливою.
Причини іскріння на щітках можна поділити на механічні та електромагнітні.
Механічні причини іскріння здебільшого пов'язані порушенням контакту між щіткою і колектором. Такі порушення викликаються: 1) нерівністю поверхні колектора, 2) поганий шліфуванням щіток до колектора, 3) боєм колектора, якщо він перевищує 0,2 - 0,3 мм, 4) виступанієм окремих колекторних пластин, 5) виступанієм слюди між колекторними пластинами, 6) заїданням щіток в щеткодержателях (туга посадка), 7) вібрацією щіток (нежесткость токоз'ємного апарату, погана балансування машини, занадто вільне розташування щіток в щеткодержателях з зазорами більше 0,2 - 0,3 мм, занадто велика відстань між обоймою щіткотримача і колектором - олее 2 - 3 мм і так далі). Іскріння може бути викликано також нерівномірним натягом щіткових пружин, несиметричною розбивкою щіткових пальців і щіток по колу і іншими причинами механічного характеру.
Електромагнітні причини іскріння на щітках пов'язані з характером протікання електромагнітних процесів в комутованих секціях. Забезпечення досить сприятливого протікання цих процесів є важливим завданням при створенні машин постійного струму. особливо великих.
ступінь іскріння
Якість комутації, згідно ГОСТ 183-74 (таблиця 1), оцінюється ступенем іскріння (класом комутації) під збігають краєм щітки, тобто під тим краєм, з-під якого пластини колектора виходять при своєму обертанні. Ступінь іскріння 1, 1¼ і 1½ і допускаються при будь-яких режимах роботи.
Ступінь іскріння (клас комутації) електричних машин
Ступінь іскріння (клас комутації)
Характеристика ступеня іскріння
Стан колектора і щіток
Відсутність іскріння (темна комутація)
Слабке точкове іскріння під невеликою частиною щітки
Відсутність почорніння на колекторі і нагару на щітках
Слабке іскріння під більшою частиною щітки
Поява слідів почорніння на колекторі, легко усуваються протиранням поверхні колектора бензином, а також слідів нагару на щітках
Іскріння під усім краєм щітки. Допускається тільки при короткочасних поштовхах навантаження і перевантаження
Поява слідів почорніння на колекторі, що не усуваються протиранням колектора бензином, а також слідів нагару на щітках
Значне іскріння під усім краєм щітки з наявністю великих і вилітають іскор. Допускається тільки для моментів прямого (без реостатних ступенів) включення або реверсування машин, якщо при цьому колектор і щітки залишаються в стані, придатному для подальшої роботи
Значне почорніння на колекторі, що не усувається протиранням поверхні колектора бензином, а також подгара і руйнування щіток
потенційне іскріння
У певних умовах виникають іскрові розряди між окремими колекторними пластинами на вільної поверхні колектора, що не тримає щітками. Таке іскріння називається потенційним. Воно викликається або накопиченням вугільного пилу і бруду в канавках між сусідніми колекторними пластинами, або виникненням надмірних напружень між сусідніми пластинами. Таке іскріння небезпечно тим, що воно здатне розвинутися в коротке замикання між пластинами і в так званий круговий вогонь.
круговий вогонь
Круговий вогонь по колектору є коротке замикання якоря машини через електричну дугу на поверхні колектора.
Круговий вогонь виникає в результаті надзвичайно сильного розлади комутації, коли під збігають краєм щітки з'являються сильні іскри і електричні дуги (рисунок 1).
Малюнок 1. Поширення кругового вогню по колектору
Поширення вогню відбувається шляхом повторних запалень дуги. З'являється під щіткою дуга розтягується електродинамічним силами і гасне, залишаючи за собою іонізоване простір. Тому наступна дуга виникає в більш сприятливих умовах, є більш потужною і розтягується на більшу відстань по колектору, і, нарешті дуга може розтягнутися до щіток протилежної полярності.
Круговий вогонь виникає зазвичай при великих поштовхах струму якоря (значні перевантаження, короткі замикання на затискачах машини або в мережі тощо). При цьому, з одного боку, з'являється сильне іскріння ( "спалах") під щіткою, а з іншого - відбувається значне спотворення кривої поля в зазорі і збільшення напруги між окремими колекторними пластинами, що сприяє виникненню кругового вогню. Круговий вогонь викликає псування поверхні колектора і щіток.
Дієвим заходом проти виникнення кругового вогню є компенсаційне обмотки, а також швидкодіючих вимикачів, що відключають короткі замикання протягом 0,05 - 0,01 с.
Іноді, при Uн> 1000 В, між щітковими бракети різних полярностей ставляться також ізоляційні бар'єри, що перешкоджають поширенню дуги.
Джерело: Вольдек А.І. "Електричні машини. Підручник для технічних навчальних закладів" - 3-е видання, перероблене - Ленінград: Енергія, 1978 - 832с.