Меню

Искрение коллектора переменного тока

Причины, вызывающие искрение на коллекторе. 1 страница

При работе машины постоянного тока щетки и кол­лектор образуют скользящий контакт. Площадь кон­такта щетки выбирают по значению рабочего тока машины, приходящегося на одну щетку, в соответст­вии с допустимой плотностью тока для выбранной марки щеток. Если по какой-то причине щетка приле­гает к коллектору не всей поверхностью, то возникают чрезмерные местные плотности тока, приводящие к искрению на коллекторе.

Причины, вызывающие искрение на коллекторе, разделяют на механические, потенциальные и ком­мутационные.

Механические причины искрения — слабое давление щеток на коллектор, биение коллектора, его эллиптичность или негладкая поверхность, загрязнение поверхности коллектора, выступание миканитовой изоляции над медными пластинами, неплотное закрепление траверсы, пальцев или щетко­держателей, а также другие причины, вызываю­щие нарушение электрического контакта между щеткой и коллектором.

Потенциальные причины искрения появ­ляются при возникновении напряжения между смеж­ными коллекторными пластинами, превышающего допустимое значение. В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопро­вождается появлением на коллекторе электрических дуг.

Коммутационные причины искрения соз­даются физическими процессами, происходящими в машине при переходе секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.

Иногда искрение вызывается целым комплексом причин. Выяснение причин искрения следует начи­нать с механических, так как их обнаруживают осмотром коллектора и щеточного устройства. Труд­нее обнаружить и устранить коммутационные при­чины искрения.

При выпуске готовой машины с завода в ней настраиваю темную коммутацию, исключающую какое-либо искрение на коллекторе в процессе эксплуатации машины, по мере износа кол­лектора и теток, возможно появление искрения. В некоторых случаях оно может быть значительным и опасным, тогда машину необходимо остановить для выяснения и устранения причин иск­рения. Однако небольшое искрение в машинах общего назначе­ния обычно допустимо.

Согласно ГОСТу, искрение на коллекторе оценивается сте­пенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки.

Степень 1 — искрения нет (темная коммутация).

Степень1/4 — слабое искрение под небольшой частью щетки, не вызывающее почернения коллектора и появления на­гара на щетках.

Степень1/2 — слабое искрение под большей частью щет­ки, приводящее к появлению следов почернения на коллекторе, легко устраняемого протиранием поверхности коллектора бензи­ном, и следов нагара на щетках.

Степень 2 — искрение под всем краем щетки. Допускает­ся только при кратковременных толчках нагрузки и при перегруз­ке. Приводит к появлению следов почернения на коллекторе, не устраняемых протиранием поверхности коллектора бензином, а также следов нагара на щетках.

Степень 3 — значительное искрение под всем краем щетки с появлением крупных вылетающих искр, приводящее к значи­тельному почернению коллектора, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также к подгару и разруше­нию щеток. Допускается только для моментов прямого (безреос­татного) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для даль­нейшей работы.

Если допустимая степень искрения в паспорте электриче­ской машины не указана, то при номинальной нагрузке она не должна превышать 1/2.

При вращении якоря машины постоянного тока коллекторные пластины поочередно вступают в соприкосновение со щетками. При этом переход щетки с одной пластины (сбегающей) на другую (набегающую) сопровождается переключением секции обмотки из одной параллельной ветви в другую и изменением как значения, так и направления тока в этой секции. Процесс переключения секции из одной параллельной ветви в другую и сопровождающие его явления называются коммутацией.

Секция, в которой происходит коммутация, называется ком­мутирующей, а продолжительность процесса коммутации — периодом коммутации:

Tк = [60/( Kn )] (bщ/bк), (9)

где bщ — ширина щетки; К — число коллекторных пластин; п — частота вращения якоря, об/мин; — расстояние между серединами соседних коллекторных пластин (коллекторное деление).

Сложность процессов коммутации не позволяет рассмотреть коммутацию в общем виде. Поэтому для получения аналитиче­ских и графических зависимостей, поясняющих коммутацию, допускают, что ширина щетки равна коллекторному делению; щетки расположены на геометрической нейтрали; электрическое сопротивление коммутирующей секции и мест ее присоединения к коллектору по срав­нению с сопротивлени­ем переходного контак­та «щетка — коллектор» пренебрежимо мало (обычно такое соотно­шение указанных со­противлений соответст­вует действительности).

В начальный момент коммутации (рисунок 20, а) контактная поверх­ность щетки касается только пластины 1, а коммутирующая секция относится к левой па­раллельной ветви об­мотки и ток в ней равен ia. Затем пластина 1 постепенно сбегает со щетки и на смену ей набегает пластина 2. В результате коммутирующая секция оказывается замкнутой щеткой и ток в ней постепенно уменьшается. В середине процесса коммутации (t = 0,5T к) контактная поверхность щетки равномерно перекрывает обе коллекторные пластины (рисунок 20,б). В конце коммутации (t = Tк) щетка полностью переходит на пластину 2 и теряет контакте пластиной 1 (рисунок 20,в), а ток в коммутирую­щей секции становится равным — iа, т. е. по значению таким же, что и в начале коммутации, а по направлению — противополож­ным. При этом коммутирующая секция оказалась в правой параллельной ветви обмотки.

Рисунок 20 — Переход коммутирующей секции из одной параллельной ветви в другую

Тема: Генератор независимого возбуждения

Схема включения генератора независимого возбуждения показана на рисунке 21,а.

Регулировочный реостат, включенный в цепь возбуждения, дает возможность регулировать ток возбуждения, а следовательно, и основной магнитный поток машины. Обмотка возбуждения питается от источника энергии постоянного тока: аккумулятора, выпрямителя или же другого генератора постоянного тока.

Характеристика холостого хода. При снятии данной характеристики (рисунок 21,б) генератор работает в режиме х.х. Установив номинальную частоту вращения и поддерживая ее неизменной, постепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения от нулевого значения до значения А, при котором Uх.х равно 1,15 от номинального, тем самым получая данные для построения кривой 1. Начальная ордината кривой 1 не равна 0, что объясняется действием небольшого магнитного потока остаточного магнетизма, сохранившегося от предыдущего намагничивания машины. Уменьшив ток возбуждения до 0 и изменив его направление, постепенно увеличивают ток в цепи возбуждения. Полученная таким образом кривая 2 называется нисходящей ветвью характеристики. В первом квадранте кривая 2 располагается выше кривой 1. Объясняется это тем, что в процессе снятия кривой 1 произошло увеличение магнитного потока остаточного намагничивания. Далее опыт проводят в обратном направлении. В результате получают кривую 3, называемую восходящей ветвью характеристики. Нисходящая и восходящая ветви образуют петлю намагничивания. Проведя между кривыми 2 и 3 среднюю линию 4, получим расчетную характеристику х.х.

Читайте также:  Как перевести ток короткого замыкания

Прямолинейная часть характеристики х.х. соответствует ненасыщенной магнитной системе машины. При дальнейшем увеличении тока сталь машины насыщается и характеристика приобретает криволинейный характер.

Внешняя характеристика. Эта характеристика представляет собой зависимость напряжения на выводах генератора от тока нагрузки. При снятии данных для построения внешней характеристики генератор приводят во вращение с номинальной скоростью и нагружают его до номинального тока при номинальном напряжении. Затем, постепенно уменьшая нагрузку вплоть до х.х, снимают показания приборов. Сопротивление цепи возбуждения и частоту вращения в течении опыта поддерживают неизменными. На рисунке 22,а представлена внешняя характеристика генератора независимого возбуждения, из которой видно, что при увеличении тока нагрузки напряжение на выводах генератора понижается; это объясняется размагничивающим влиянием реакции якоря и падением напряжения в цепи якоря.

Регулировочная характеристика. Данная характеристика (рисунок 22,б) показывает, как следует менять ток в цепи возбуждения, чтобы при изменении тока нагрузки генератора напряжение на его выводах оставалось неизменным. При работе генератора без нагрузки в цепи возбуждения устанавливают ток, при котором напряжение на выводах генератора становится равным номинальному. Затем постепенно увеличивают нагрузку генератора, одновременно повышают ток возбуждения таким образом, чтобы напряжение генератора во всем диапазоне нагрузок оставалось равным номинальному. Так получают восходящую ветвь характеристики (кривая 1). Затем проводя опыт в обратном направлении получают кривую 2. Кривые не совпадают из-за остаточного магнетизма машины. Средняя кривая 3 проводится между двумя кривыми, полученными опытным путем и называется практической регулировочной характеристикой генератора.

Недостаток генератора – требуется дополнительный источник питания. Достоинство – возможность регулирования напряжения в широких пределах, а также сравнительно жесткая внешняя характеристика.

Тема: Генератор смешанного и параллельного возбуждения

Принцип самовозбуждения генератора постоянного тока осно­ван на том, что магнитная система машины, будучи намагничен­ной, сохраняет длительное время небольшой магнитный поток остаточного магнетизма сердечников полюсов и станины Фост(порядка 2—3 % от полного, потока). При вращении якоря поток Фост индуцирует в якорной обмотке ЭДС Еост, под действием кото­рой в обмотке возбуждения возникает небольшой ток Iв.ост. Если МДС обмотки возбуждения Iв.остwв имеет такое же направление, как и поток, то она увеличивает поток главных полюсов. Это, в свою очередь, вызывает увеличение ЭДС генератора, отчего ток возбуждения вновь увеличится. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение генератора не будет уравновешено падением напряжения в цепи возбуждения, т.е. .

На рисунке 23, а показана схема включения генератора парал­лельного возбуждения, на рисунке 23, б — характеристика х.х. генератора (кривая 1) и зависимость падения напряжения от тока возбуждения (прямая 2). Точка пересечения А соответствует окончанию процесса самовозбуждения, так как именно в ней .

Угол наклона прямой ОА к оси абсцисс определяется из треугольника ОАВ:

где mi – масштаб тока (по оси абсцисс), А/мм;

mu – масштаб напряжения (по оси ординат), В/мм.

Из формулы следует, что угол наклона прямой к оси абсцисс прямо пропорционален сопротивлению цепи возбужде­ния. Однако при некотором значении сопротивления реостата rрг сопротивление rв достигает значения, при котором зависи­мость становится касательной к прямолинейной части характеристики х.х. (прямая 3). В этих условиях генератор не самовозбуждается. Сопротивление цепи возбуждения, при кото­рой прекращается самовозбуждение генератора, называют кри­тическим сопротивлением (rв.крит).

Следует отметить, что самовозбуждение генератора возможно лишь при частоте вра­щения, превышающей критическую nкр. Это условие вытекает из характеристики самовоз­буждения генератора (рисунок 24), представ­ляющей собой зависимость напряжения гене­ратора в режиме х. х. от частоты вращения при неизменном сопротивлении цепи возбуж­дения, т.е. при .

Анализ характеристики самовозбуждения показывает, что при n nкр. В этом случае увеличение частоты вращения сопровождается резким ростом нап­ряжения U. Однако при частоте вращения, близкой к номиналь­ной, рост напряжения несколько замедляется, что объясняется магнитным насыщением генератора. Критическая частота враще­ния зависит от сопротивления цепи возбуждения и с ростом послед­него увеличивается.

Таким образом, самовозбуждение генераторов постоянного тока возможно при соблюдении следующих условий: а) магнит­ная система машины должна обладать остаточным магнетиз­мом; б) присоединение обмотки возбуждения должно быть таким, чтобы МДС обмотки совпадала по направлению с потоком оста­точного магнетизма Фост; в) сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического; г) частота вращения якоря должна быть больше критической.

Так как генератор параллельного возбуждения самовозбуждается лишь в одном направлении, то и характеристика х.х. этого генератора может быть снята только для одного квадранта осей координат.

Нагрузочная и регулировочная характеристики генератора параллельного возбуждения практически не отличаются от соот­ветствующих характеристик генератора независимого возбуж­дения.

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуж­дения 1 (рисунок 25) менее жесткая, чем у генератора независи­мого возбуждения. Объясняется это тем, что в генераторе парал­лельного возбуждения помимо причин, вызывающих уменьшение напряжения в генераторе независимого возбуждения (реакция якоря и падение напряжения в цепи якоря), действует еще и третья причина — уменьшение тока возбуждения, вызванное снижением напряжения от действия первых двух причин. Этим же объясняется и то, что при постепенном уменьшении сопро­тивления нагрузки rн ток увеличивается лишь до критического значения Iкр, а затем при дальнейшем уменьшении сопротивле­ния нагрузки ток начинает уменьшаться. Наконец, ток на­грузки при коротком замыка­ая Iк 50 %.

При секционировании об­мотки возбуждения (рисунок 29,г) отключение части витков об­мотки сопровождается ростом частоты вращения. При шунти­ровании обмотки якоря реоста­том Rш (см. рисунок 29,в) увели­чивается ток возбуждения, что вызывает умень­шение частоты вращения. Этот способ регулирования, хотя и обеспечивает глубокую регули­ровку, неэкономичен и применяется очень редко.

Дата добавления: 2015-02-28 ; просмотров: 4548 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Почему искрят щетки электродвигателя.

Опубликовано 31.03.2017 пользователем Johhny

В процессе работы приборы с коллекторным электродвигателем могут искрить. Сильное искрение часто свидетельствует о скорой поломке инструмента. Необходимо своевременно разобраться в причинах появления повышенного искрообразования и принять меры к его устранению. В статье рассмотрены наиболее вероятные причины появления этого негативного явления.

щеточно-коллекторный электродвигатель

Основой устройств с электрическими двигателями переменного тока является щёточно-коллекторный модуль, который обеспечивает электроконтакт ротора со статической частью электроприбора. Данный модуль состоит из двух частей: коллектора, находящегося на роторе и щёток — скользящих контактов, расположенных за пределами роторной части и прижатых к коллектору. Искрение на коллекторном электродвигателе появляется в результате механического взаимодействия подвижной и неподвижной частей. Контакт между коллектором и щетками периодически прерывается, что приводит к переходному процессу в электроцепи и влечет за собой появление искры. Щетки коллектора электродвигателя являются самой недолговечной частью конструкции. Поэтому, со временем могут наблюдаться различные проблемы, связанные с их работой.

Читайте также:  Автоматы для отключения электрического тока

перфоратор в разрезе

Даже на исправном электродвигателе обычно присутствует слабое искрение щеток. Если электроприбор нормально включается, развивает обороты на полную мощность и при этом искрообразование малозаметно, то поводов для беспокойства нет.

Причины искрения щеток электродвигателя

Разберем наиболее часто встречающиеся неисправности щёточно-коллекторного узла.

1) Износ щеток.
При сильном износе этих элементов, электродвигатель не развивает обороты на полную мощность, а также может не включаться (постоянно или периодически). В этом случае, при включенном электроприборе отверткой с изолированной рукояткой можно прижать щетку к якорю. Если наблюдается увеличение оборотов двигателя, то проблема выявлена правильно. Скорее всего замена изношенных частей на новые исправит ситуацию. Иногда также требуется замена пружин щеткодержателей.

2) Межвитковое замыкание обмотки якоря.
Неисправностью приборов с электрическими двигателями может быть поломка якоря. В таком случае будет наблюдаться искрение в области обеих щёток, кроме того обмотка якоря будет сильно нагреваться из-за того, что на одни контакты поступает ток большей величины чем на другие. При ремонте этой неисправности перематывают обмотку якоря или полностью заменяют деталь.

3) Выход из строя статора.
При поломке статора обычно искрит только одна из щеток. Для его проверки необходимо замерить сопротивление обмоток. Одинаковое сопротивление обоих обмоток (как правило 4 Ом) свидетельствует об исправном статоре. Разное сопротивление на обмотках говорит о том, что статор неисправен и его обмотку необходимо перемотать.

4) Замыкание контактов коллектора.
В результате износа контактов образовывается графитовая пыль, которая скапливается между ними, замыкая их. В этом случае при работе электроприбора наблюдаются крупные искры. Для устранения поломки необходимо отчистить промежутки между контактами от графитовой пыли. Также необходимо проверить щетки коллектора, так как при их правильном расположении и правильно подобранной форме пыль появляется в минимальном количестве.

5) Загрязнение контактов коллектора.
При загрязнении контактов нагаром будут искрить обе щетки, электродвигатель не сможет развить обороты на полную мощность. Нагар на коллекторе появляется при его перегреве. Плохой электроконтакт приведёт к увеличению сопротивления в элемента, что в свою очередь приведет к еще большему искрообразованию и нагару. В этом случае необходимо произвести чистку контактов коллектора от нагара. Делается это наждачной бумагой минимальной зернистости. Важно при чистке не испортить форму контактов. Поэтому для чистки должны применяться специальные колодки. В домашних условиях для чистки можно использовать шуруповерт. В патрон зажимается якорь, вращая на минимальных оборотах аккуратно прислоняем наждачную бумагу к коллектору. Направление вращения якоря при чистке должно совпадать с направлением его вращения в электроприборе.

Источник

Причины искрения на коллекторе машины постоянного тока

ads

Интенсивное искрение в щеточно-коллекторном контакте вызывает подгорание пластин коллектора и щеток, и создаёт пожароопасную обстановку.

Причины, вызывающие искрение на коллекторе, разделяют на механические, потенциальные и коммутационные.

Механические причины искрения

  1. слабое прижатие щеток к коллектору
  2. биение коллектора, его эллиптичность или негладкая поверхность
  3. загрязнение поверхности коллектора
  4. выступание миканитовой изоляции над медными пластинами
  5. неплотное закрепление траверсы, пальцев или щеткодержателей

Потенциальные причины искрения

Потенциальные причины искрения возникают, если напряжение между смежными коллекторными пластинами превышает допустимое значение (не более 16 В для машин без компенсационной обмотки и 20 В для машин с компенсационной обмоткой). В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг.

Коммутационные причины искрения

Возникают при физических процессах, происходящих в машине в связи с переходом секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.

При выпуске готовой машины в ней настраивают темную коммутацию, ис­ключающую какое-либо искрение. Од­нако в процессе эксплуатации маши­ны, по мере износа коллектора и ще­ток, возможно появление искрения. В некоторых случаях оно может быть значительным и опасным, тогда маши­ну необходимо остановить для выясне­ния и устранения причин искрения. Од­нако небольшое искрение в машинах общего назначения обычно допустимо.

Согласно ГОСТ 183—74, искрение на коллекторе оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки.

Источник

Неисправности коллекторно-щеточного аппарата двигателей переменного тока

Неисправности коллекторно-щеточного аппарата двигателейКоллекторный двигатель переменного тока можно с уверенностью назвать распространенным в быту. Подавляющая часть ручного электроинструмента имеет электропривод с двигателем этого типа.

При этом, двигатели переменного тока остаются относительно сложными электрическими машинами, требующими определенных специальных знаний для диагностики своего состояния и ремонта.

Однако, ряд неисправностей данных двигателей вполне возможно устранить или хотя бы выявить в домашних условиях. Это важно тем более, что неисправности эти имеют отношение к самому «нежному» конструктивному элементу коллекторного привода – коллекторно-щеточному аппарату.

С уверенностью можно сказать, что отказ ручной дрели или «болгарки» в 90% случаев связан с неисправностью именно этого конструктивного элемента привода.

А наиболее распространенная неисправность коллекторно-щеточного аппарата – это элементарный износ токосъемных щеток. Собственно говоря, сами графитовые щетки можно считать расходным материалом, а многие производители ручного инструмента даже предоставляют покупателю своей продукции дополнительную пару щеток бесплатно в качестве ремкомплекта.

Износ щеток приводит к потере контакта в паре «коллектор-щетка» и к разрыву цепи двигателя. Если контакт утерян не полностью, то возможно возникновение усиленного искрения под щетками (небольшое искрение может считаться нормой).

Может возникнуть «подергивание», привод будет работать неравномерно. В самых тяжелых случаях привод вообще невозможно запустить – когда силовая цепь полностью разомкнута.

Тогда эту неисправность легко определить при помощи мультиметра или даже обыкновенного индикатора: включив переключатель и не включая штепсель в розетку, проверяем целостность цепи «первая часть обмотки возбуждения — обмотка якоря — вторая часть обмотки возбуждения».

Состояние щеток можно оценить и визуально, поскольку чрезмерный износ графита виден невооруженным глазом. Нередко возникают случаи, когда щетки просто «зависают», то есть, грубо говоря, «застревают» в своих направляющих, и пружина не может поджать их к коллектору для надежного контакта. Решение этой проблемы заключается в замене щеток, или их повторной установке с притиркой.

Причиной проблем со щетками может стать и их несоответствие по размерам и форме. Поэтому, приобретая щетки на замену, важно знать марку и модель техники, электропривод которой планируется ремонтировать. После замены щеток их необходимо «прикатать» работой на холостых оборотах в течение 10-15 минут.

Читайте также:  Микросхема для драйвера тока для светодиодов

Еще одна характерная неисправность коллекторно-щеточного аппарата электродвигателя – это загрязнения на поверхности пластин или чрезмерный износ этих пластин. «Симптомами» этого явления также может быть неравномерная работа привода, а в самых запущенных случаях – яркий круговой огонь на коллекторе, красноречиво говорящий о том, что двигатель свое, что называется отработал.

Ввиду того, что коллекторные приводы переменного тока обычно имеют небольшую мощность и стоимость; ремонт коллектора с заменой изношенных пластин редко бывает целесообразным – проще заменить двигатель.

Выявить износ пластин двигателя несложно: борозды от длительного прохождения щеток видны невооруженным глазом. Видны и истонченные пластины, между которыми, возможно, уже имеются пробои изоляции.

Загрязнение коллектора бывает связано с условиями эксплуатации привода, а также с приходом в негодность щеток. Для удаления загрязнений часто бывает достаточно протереть коллектор ветошью, смоченной в бензине. Сильные загрязнения можно предварительно удалить при помощи обычного школьного ластика.

Возможно и изменение формы самого коллектора, приобретение им овальной формы. Причиной этому может стать биение якоря из-за неисправных подшипниковых узлов и, как следствие, неравномерный износ щетками. К сожалению, подобную неисправность маломощных двигателей переменного тока тоже бывает нецелесообразно устранять, а якорь с деформированным коллектором обычно подлежит замене.

Такие случаи неисправностей, как нарушение целостности поводка щетки, обломленная пружина, не способная поджать щетку к коллектору, а также механические повреждения коллекторно-щеточного аппарата здесь не рассмотрены, поскольку для их диагностики достаточно лишь беглого осмотра.

Источник



Искрение на коллекторе

Дата публикации: 23 февраля 2012 .
Категория: Статьи.

Причины искрения

С практической точки зрения важно, чтобы коммутация происходила без значительного искрения у контактных поверхностей щеток, так как сильное искрение портит поверхность коллектора и щеток и делает длительную работу машины невозможной.

Причины искрения на щетках можно подразделить на механические и электромагнитные.

Механические причины искрения большей частью связаны нарушением контакта между щеткой и коллектором. Такие нарушения вызываются: 1) неровностью поверхности коллектора, 2) плохой шлифовкой щеток к коллектору, 3) боем коллектора, если он превышает 0,2 – 0,3 мм, 4) выступанием отдельных коллекторных пластин, 5) выступанием слюды между коллекторными пластинами, 6) заеданием щеток в щеткодержателях (тугая посадка), 7) вибрацией щеток (нежесткость токосъемного аппарата, плохая балансировка машины, слишком свободное расположение щеток в щеткодержателях с зазорами более 0,2 – 0,3 мм, слишком большое расстояние между обоймой щеткодержателя и коллектором – более 2 – 3 мм и так далее). Искрение может быть вызвано также неравномерным натягом щеточных пружин, несимметричной разбивкой щеточных пальцев и щеток по окружности и другими причинами механического характера.

Электромагнитные причины искрения на щетках связаны с характером протекания электромагнитных процессов в коммутируемых секциях. Обеспечение достаточно благоприятного протекания этих процессов является важной задачей при создании машин постоянного тока, в особенности крупных.

Степень искрения

Качество коммутации, согласно ГОСТ 183-74 (таблица 1), оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки, то есть под тем краем, из-под которого пластины коллектора выходят при своем вращении. Степень искрения 1, 1¼ и 1½ и допускаются при любых режимах работы.

Степень искрения (класс коммутации) электрических машин

Отсутствие искрения (темная коммутация)

Слабое точечное искрение под небольшой частью щетки

Отсутствие почернения на коллекторе и нагара на щетках

Слабое искрение под большей частью щетки

Появление следов почернения на коллекторе, легко устраняемых протиранием поверхности коллектора бензином, а также следов нагара на щетках

Искрение под всем краем щетки. Допускается только при кратковременных толчках нагрузки и перегрузки

Появление следов почернения на коллекторе, не устраняемых протиранием коллектора бензином, а также следов нагара на щетках

Значительное искрение под всем краем щетки с наличием крупных и вылетающих искр. Допускается только для моментов прямого (без реостатных ступеней) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей работы

Значительное почернение на коллекторе, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также подгар и разрушение щеток

Потенциальное искрение

В определенных условиях возникают искровые разряды между отдельными коллекторными пластинами на свободной поверхности коллектора, не занятой щетками. Такое искрение называется потенциальным. Оно вызывается либо накоплением угольной пыли и грязи в канавках между соседними коллекторными пластинами, либо возникновением чрезмерных напряжений между соседними пластинами. Такое искрение опасно тем, что оно способно развиться в короткое замыкание между пластинами и в так называемый круговой огонь.

Круговой огонь

Круговой огонь по коллектору представляет собой короткое замыкание якоря машины через электрическую дугу на поверхности коллектора.

Круговой огонь возникает в результате чрезвычайно сильного расстройства коммутации, когда под сбегающим краем щетки появляются сильные искры и электрические дуги (рисунок 1).

Круговой огонь по коллектору

Рисунок 1. Распространение кругового огня по коллектору

Распространение огня происходит путем повторных зажиганий дуги. Появляющаяся под щеткой дуга растягивается электродинамическим силами и гаснет, оставляя за собой ионизированное пространство. Поэтому следующая дуга возникает в более благоприятных условиях, является более мощной и растягивается на большее расстояние по коллектору, и, наконец дуга может растянуться до щеток противоположной полярности.

Круговой огонь возникает обычно при больших толчках тока якоря (значительные перегрузки, короткие замыкания на зажимах машины или в сети и тому подобное). При этом, с одной стороны, появляется сильное искрение («вспышка») под щеткой, а с другой – происходит значительное искажение кривой поля в зазоре и увеличение напряжения между отдельными коллекторными пластинами, что способствует возникновению кругового огня. Круговой огонь вызывает порчу поверхности коллектора и щеток.

Действенной мерой против возникновения кругового огня является применение компенсационной обмотки, а также быстродействующих выключателей, отключающих короткие замыкания в течение 0,05 – 0,01 с.

Иногда, при Uн > 1000 В, между щеточными бракетами разных полярностей ставятся также изоляционные барьеры, препятствующие распространению дуги.

Источник: Вольдек А.И., «Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений» – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.

Источник