डीसी मशीनमध्ये स्विच करणे

डीसी मशीनमध्ये स्विच करणे ही आर्मेचर विंडिंगच्या तारांमधील विद्युतप्रवाहाच्या दिशेने बदल झाल्यामुळे घडणारी घटना समजली जाते जेव्हा ते एका समांतर शाखेतून दुसर्‍या शाखेत जातात, म्हणजेच ब्रशेस ज्या रेषेवर असतात त्या ओलांडताना (पासून लॅटिन कम्युलेटिओ - बदल). रिंग आर्मेचरचे उदाहरण वापरून कम्युटेशनच्या घटनेचा विचार करूया.

अंजीर मध्ये. 1 चार तारा, कलेक्टरचा भाग (दोन कलेक्टर प्लेट्स) आणि ब्रश असलेल्या आर्मेचर विंडिंगच्या भागाचे स्कॅन दर्शविते. वायर 2 आणि 3 एक स्विच केलेले लूप बनवतात, जे अंजीर मध्ये. 1, a अंजीर मध्ये, स्विच करण्यापूर्वी ते व्यापलेल्या स्थितीत दर्शविले आहे. 1, c — स्विच केल्यानंतर, आणि अंजीर मध्ये. 1, b — स्विचिंग कालावधी दरम्यान. कलेक्टर आणि आर्मेचर विंडिंग n च्या गतीने बाणाने दर्शविलेल्या दिशेने फिरतात, ब्रश स्थिर असतो.

स्विच करण्याआधीच्या क्षणी, आर्मेचर करंट इया ब्रशमधून, उजव्या कलेक्टर प्लेटमधून जातो आणि आर्मेचर विंडिंगच्या समांतर शाखांमध्ये अर्ध्या भागात विभागलेला असतो. वायर 1, 2 आणि 3 आणि वायर 4 वेगवेगळ्या समांतर शाखा बनवतात.

स्विच केल्यानंतर, वायर 2 आणि 3 दुसर्या समांतर शाखेत स्विच केले आणि त्यांच्यातील विद्युत् प्रवाहाची दिशा उलट बदलली. हा बदल Tk स्विचिंग कालावधीच्या बरोबरीच्या काळात झाला, म्हणजे. उजव्या प्लेटवरून जवळच्या डावीकडे जाण्यासाठी ब्रशला किती वेळ लागतो (खरेतर ब्रश एकाच वेळी अनेक कलेक्टर प्लेट्स ओव्हरलॅप करतो, परंतु तत्त्वतः याचा स्विचिंग प्रक्रियेवर परिणाम होत नाही) ...

तांदूळ. 1. वर्तमान स्विचिंग प्रक्रियेचा आकृती

स्विचिंग कालावधीचा एक क्षण अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 1, बी. स्विच केलेले सर्किट कलेक्टर प्लेट्स आणि ब्रशमधून शॉर्ट सर्किट होते. कम्युटेशन कालावधी दरम्यान लूप 2-3 मधील विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेने बदल होत असल्याने, याचा अर्थ असा आहे की लूपमधून एक पर्यायी प्रवाह वाहतो, पर्यायी चुंबकीय प्रवाह तयार करतो.

नंतरचे induces e. स्विच केलेल्या लूपमध्ये. इ. v. सेल्फ-इंडक्शन eL किंवा reactive e. इ. v. लेन्झच्या तत्त्वानुसार, उदा. इ. c. सेल्फ-इंडक्शन वायरमधील विद्युतप्रवाह त्याच दिशेने ठेवतो. म्हणून, eL ची दिशा स्विच करण्यापूर्वी लूपमधील करंटच्या दिशेशी एकरूप होते.

इ.च्या प्रभावाखाली. c. शॉर्ट-सर्किट 2-3 मध्‍ये सेल्‍फ-इंडक्‍शन, लूप रेझिस्‍टन्‍स लहान असल्‍याने मोठा अतिरिक्त करंट आयडी वाहतो. डाव्या प्लेटसह ब्रशच्या संपर्काच्या बिंदूवर, आयडी प्रवाह आर्मेचर करंटच्या विरूद्ध निर्देशित केला जातो आणि उजव्या प्लेटसह ब्रशच्या संपर्काच्या बिंदूवर, या प्रवाहांची दिशा एकरूप होते.

स्विचिंग कालावधीच्या समाप्तीच्या जवळ, उजव्या प्लेटसह ब्रशचे संपर्क क्षेत्र जितके लहान असेल आणि वर्तमान घनता जास्त असेल. स्विचिंग कालावधीच्या शेवटी, उजव्या प्लेटसह ब्रशचा संपर्क तुटतो आणि इलेक्ट्रिक आर्क तयार होतो.वर्तमान आयडी जितका जास्त असेल तितका अधिक शक्तिशाली चाप.

जर ब्रशेस भौमितिक तटस्थ वर स्थित असतील, तर स्विच केलेल्या सर्किटमध्ये आर्मेचरचा चुंबकीय प्रवाह ई ला प्रेरित करतो. इ. v. हेब्रचे फिरणे. अंजीर मध्ये. 2 भौमितिक तटस्थ आणि e च्या दिशेने स्थित स्विच केलेल्या लूपचे कंडक्टर मोठ्या प्रमाणात दाखवते. इ. c. स्विच करण्यापूर्वी या वायरमधील आर्मेचर करंटच्या दिशेशी सुसंगत जनरेटरसाठी सेल्फ-इंडक्टन्स eL.

Heb ची दिशा उजव्या हाताच्या नियमाद्वारे निर्धारित केली जाते आणि नेहमी eL च्या दिशेशी जुळते. परिणामी, आयडी आणखी वाढतो. ब्रश आणि कलेक्टर प्लेटमधील परिणामी इलेक्ट्रिक आर्क कलेक्टरच्या पृष्ठभागाचा नाश करू शकतात, परिणामी ब्रश आणि कलेक्टर दरम्यान खराब संपर्क होऊ शकतो.

तांदूळ. 2. कम्युटेशन लूपमध्ये इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सची दिशा

स्विचिंग स्थिती सुधारण्यासाठी, ब्रशेस भौतिक तटस्थतेकडे हलविले जातात. जेव्हा ब्रशेस भौतिक तटस्थ वर स्थित असतात, तेव्हा समाविष्ट कॉइल बाह्य चुंबकीय प्रवाह ओलांडत नाही आणि ई. इ. v. रोटेशन प्रेरित नाही. अंजीर मध्ये दाखवल्याप्रमाणे तुम्ही ब्रशेस भौतिक तटस्थतेच्या पलीकडे हलवल्यास. 3, नंतर स्विच केलेल्या लूपमध्ये परिणामी चुंबकीय प्रवाह ई प्रेरित करेल. इ. ek सह, ज्याची दिशा e च्या दिशेच्या विरुद्ध आहे. इ. v. सेल्फ-इंडक्शन eL.

अशा प्रकारे, केवळ ई. त्याची भरपाई केली जाईल. इ. v. रोटेशन, पण e. इ. v. स्व-प्रेरण (अंशतः किंवा पूर्णपणे). आधी सांगितल्याप्रमाणे, फिजिकल न्यूट्रलचा शिअर एंगल नेहमी बदलत असतो, आणि त्यामुळे ब्रश सहसा त्याच्या काही सरासरी कोनात ऑफसेट बसवले जातात.

ई कमी करणे. इ. सहसमाविष्ट केलेल्या लूपमध्ये वर्तमान आयडी कमी होते आणि ब्रश आणि कलेक्टर प्लेटमधील इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज कमकुवत होते.

अतिरिक्त पोल (Ndp आणि Sdn in Fig. 4) स्थापित करून स्विचिंग स्थिती सुधारणे शक्य आहे. अतिरिक्त ध्रुव भौमितिक तटस्थ बाजूने स्थित आहे. जनरेटरसाठी, त्याच नावाचा अतिरिक्त ध्रुव आर्मेचरच्या रोटेशनच्या दिशेने मुख्य ध्रुवाच्या मागे स्थित आहे आणि मोटरसाठी - उलट. अतिरिक्त ध्रुवांचे विंडिंग आर्मेचर विंडिंगसह मालिकेत अशा प्रकारे जोडलेले आहेत की त्यांच्याद्वारे तयार केलेला फ्लक्स Fdp आर्मेचर फ्लक्स Fya कडे निर्देशित केला जातो.

तांदूळ. 3. स्विचिंग लूपमधील इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सची दिशा जेव्हा ब्रशेस फिजिकल न्यूट्रलच्या पलीकडे हलवले जातात

तांदूळ. 4. अतिरिक्त ध्रुवांच्या विंडिंगचे सर्किट आकृती

दोन्ही प्रवाह एकाच करंटने (आर्मचर करंट) तयार केल्यामुळे, अतिरिक्त ध्रुवांच्या वळणाच्या वळणांची संख्या आणि त्यांच्या आणि आर्मेचरमधील हवेतील अंतर निवडणे शक्य आहे जेणेकरून प्रत्येक आर्मेचरवर फ्लक्सचे मूल्य समान असेल. वर्तमान सहायक पोल फ्लक्स नेहमी आर्मेचर फ्लक्सची भरपाई करेल आणि अशा प्रकारे ई. इ. v. स्विच केलेल्या लूपमध्ये कोणतेही रोटेशन होणार नाही.

अतिरिक्त ध्रुव सहसा बनवले जातात जेणेकरून त्यांचे प्रवाह स्विच केलेल्या सर्किटमध्ये ई ला प्रवृत्त करतात. d s बेरीज eL + Heb च्या समान आहे. मग उजव्या कलेक्टर प्लेटमधून ब्रश वेगळे करण्याच्या क्षणी (चित्र 1, c पहा) विद्युत चाप होत नाही.

1 किलोवॅट आणि त्याहून अधिक शक्ती असलेल्या औद्योगिक थेट चालू मशीन अतिरिक्त ध्रुवांसह सुसज्ज आहेत.