Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

Линейное изменение тока. Если ∑е = 0, т. е. слагаемые этой суммы уравновешивают друг 
друга, или каждое из слагаемых равно нулю (при очень малой скорости вращения якоря), то 
изменение тока в переключаемой секции происходит вследствие одновременного 
увеличения сопротивления контакта сбегающей части щетки с коллекторной пластиной и 
уменьшения сопротивления контакта набегающей части щетки. В таком случае в выражении 
(1.52) остается только составляющая: i
c
= i
a
(1 - 2t / T
к
) (1.53) 

---

31 / 203 
Плотность тока в набегающей части щетки равна току секции i
а 
деленному на площадь 
контакта этой части щетки. Таким образом, при линейном изменении тока в переключаемой 
секции плотности тока в набегающей и сбегающей частях щетки одинаковы в течение всего 
периода коммутации. При учете сопротивления секции и лобовых соединений в первую 
половину периода коммутации изменение тока в секции происходит быстрее, а во вторую – 
медленнее. Вызванное этим увеличение плотности тока в набегающей и сбегающей частях 
щетки невелико, так как для графитовых щеток r
щ
значительно больше r
с
= 2r
пр
. 
Замедленное и ускоренное изменение тока. При наличии ЭДС в переключаемой секции 
(∑е = 0) ток в секции i
с
состоит из двух составляющих. Первая из них замыкается через 
внешнюю цепь машины и зависит от тока в обмотке якоря. Вторая составляющая 
i
к
= ∑е / r
щ
(Т
к
/ t + Т
к
/ Т
к
- t) (1.54) 
замыкается по цепям секция–щетка (рис. 1.22) и, таким образом, является током короткого 
замыкания секции. Знаменатель выражения (1.54) представляет собой переменное в течение 
периода коммутации Т
к
сопротивление соединенных последовательно контактов 
коллекторных пластин с набегающей и сбегающей частями щетки. Минимальное 
сопротивление соответствует времени T
к
/2. При t = 0 и t = Т
к 
сопротивление контактов 
достигает бесконечно большого значения, соответствующего разрыву цепи короткого 
замыкания секции. Как и ток, ЭДС считается положительной, если ее направление совпадает 
с направлением прямого обхода рассматриваемой цепи. При постоянном положительном 
значении ∑е ток короткого замыкания в течение всего периода коммутации имеет 
положительное значение и достигает максимальной величины i
кmах
= ∑е / 4r
щ
при t = T
к
/2. 
Рис. 1.22. Образование реактивного тока коммутации. 
Наличие положительного тока i
к
замедляет изменение тока в секции и увеличивает 
плотность тока в сбегающей части щетки. При большой скорости изменения тока в конце 
периода коммутации суммарная ЭДС ∑е увеличивается, в результате чего i
к
≠ 
0 и i
с
i
к
≠
- i
a
. 
Разрыв цепи с током и повышенная плотность тока могут явиться причиной искрения под 
сбегающей частью щетки. Если ∑е имеет отрицательное значение, то в начале коммутации 
составляющие тока i
к
и i
с
направлены в противоположные стороны. При этом происходит 
ускорение процесса изменения тока в переключаемой секции, и плотность тока в сбегающей 
части щетки становится меньше, чем в набегающей. Условия переключения секции в этом 
случае более благоприятны, чем при положительной ∑е, однако при значительной величине 
ЭДС может возникнуть искрение под щеткой.