डीसी मशीनों में स्विचिंग

डीसी मशीनों में स्विचिंग को आर्मेचर वाइंडिंग के तारों में करंट की दिशा में बदलाव के कारण होने वाली घटना के रूप में समझा जाता है, जब वे एक समानांतर शाखा से दूसरी शाखा में जाते हैं, यानी उस लाइन को पार करते समय जिसके साथ ब्रश स्थित होते हैं ( से लैटिन कम्यूलेटियो - परिवर्तन)। आइए हम रिंग आर्मेचर के उदाहरण का उपयोग करते हुए रूपांतरण घटना पर विचार करें।

अंजीर में। 1 आर्मेचर वाइंडिंग के हिस्से का स्कैन दिखाता है जिसमें चार तार, कलेक्टर का हिस्सा (दो कलेक्टर प्लेट) और एक ब्रश होता है। तार 2 और 3 एक स्विच्ड लूप बनाते हैं, जो अंजीर में है। 1, a को स्विच करने से पहले की स्थिति में दिखाया गया है, अंजीर में। 1, सी - स्विच करने के बाद, और अंजीर में। 1, बी - स्विचिंग अवधि के दौरान। कलेक्टर और आर्मेचर वाइंडिंग तीर द्वारा इंगित दिशा में घूमते हैं, रोटेशन की गति n के साथ, ब्रश स्थिर है।

स्विच करने से पहले, आर्मेचर करंट Iya ब्रश, राइट कलेक्टर प्लेट से होकर गुजरता है और आर्मेचर वाइंडिंग की समानांतर शाखाओं के बीच आधे में विभाजित होता है। तार 1, 2 और 3 और तार 4 अलग-अलग समानांतर शाखाएँ बनाते हैं।

स्विच करने के बाद, तार 2 और 3 दूसरी समानांतर शाखा में चले गए, और उनमें करंट की दिशा विपरीत में बदल गई। यह परिवर्तन स्विचिंग अवधि Tk के बराबर समय में हुआ, अर्थात ब्रश को दाहिनी प्लेट से बगल की बाईं ओर जाने में लगने वाले समय में (वास्तव में ब्रश एक साथ कई कलेक्टर प्लेटों को ओवरलैप करता है, लेकिन सिद्धांत रूप में यह स्विचिंग प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करता है) ...

चावल। 1. वर्तमान स्विचिंग प्रक्रिया का आरेख

स्विचिंग अवधि के क्षणों में से एक चित्र में दिखाया गया है। 1, बी। स्विच किया जाने वाला सर्किट कलेक्टर प्लेट्स और ब्रश से शॉर्ट सर्किट निकला। चूंकि कम्यूटेशन अवधि के दौरान लूप 2-3 में करंट की दिशा में बदलाव होता है, इसका मतलब है कि एक वैकल्पिक करंट लूप के माध्यम से प्रवाहित होता है, जिससे एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह बनता है।

उत्तरार्द्ध ई को प्रेरित करता है।स्विच्ड लूप में। वगैरह। वी। स्व-प्रेरण ईएल या प्रतिक्रियाशील ई। वगैरह। वी। लेनज़ के सिद्धांत के अनुसार, उदा। वगैरह। सी. आत्म-प्रेरण तार में वर्तमान को उसी दिशा में रखने की प्रवृत्ति रखता है। इसलिए, ईएल की दिशा स्विच करने से पहले लूप में करंट की दिशा से मेल खाती है।

ई आदि के प्रभाव में। सी. शॉर्ट-सर्किट 2-3 में सेल्फ-इंडक्शन, एक बड़ा अतिरिक्त करंट आईडी प्रवाहित होता है, क्योंकि लूप प्रतिरोध छोटा होता है। बाएं प्लेट के साथ ब्रश के संपर्क के बिंदु पर, आईडी करंट को आर्मेचर करंट के खिलाफ निर्देशित किया जाता है, और दाएं प्लेट के साथ ब्रश के संपर्क के बिंदु पर, इन धाराओं की दिशा मेल खाती है।

स्विचिंग अवधि के अंत के करीब, सही प्लेट के साथ ब्रश का संपर्क क्षेत्र जितना छोटा होगा और वर्तमान घनत्व उतना ही अधिक होगा। स्विचिंग अवधि के अंत में, दाहिनी प्लेट के साथ ब्रश का संपर्क टूट जाता है और एक विद्युत चाप बन जाता है।वर्तमान आईडी जितनी अधिक होगी, चाप उतना ही अधिक शक्तिशाली होगा।

यदि ब्रश ज्यामितीय तटस्थ पर स्थित हैं, तो स्विच्ड सर्किट में आर्मेचर का चुंबकीय प्रवाह ई को प्रेरित करता है। वगैरह। वी। हेब्र का रोटेशन। अंजीर में। 2 बढ़े हुए पैमाने पर ज्यामितीय तटस्थ और ई की दिशा में स्थित स्विच किए गए लूप के कंडक्टर दिखाता है। वगैरह। सी. स्विच करने से पहले इस तार में आर्मेचर करंट की दिशा के साथ मेल खाने वाले जनरेटर के लिए सेल्फ-इंडक्शन ईएल।

हेब की दिशा दाहिने हाथ के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है और हमेशा ईएल की दिशा के साथ मेल खाती है। नतीजतन, आईडी और भी बढ़ जाती है। ब्रश और कलेक्टर प्लेट के बीच परिणामी विद्युत चाप कलेक्टर की सतह को नष्ट कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ब्रश और कलेक्टर के बीच खराब संपर्क होता है।

चावल। 2. कम्यूटेशन लूप में इलेक्ट्रोमोटिव बल की दिशा

स्विचिंग की स्थिति में सुधार करने के लिए, ब्रश को भौतिक तटस्थता में स्थानांतरित कर दिया जाता है। जब ब्रश भौतिक तटस्थ पर स्थित होते हैं, तो शामिल कॉइल बाहरी चुंबकीय प्रवाह को पार नहीं करता है और ई। वगैरह। वी। रोटेशन प्रेरित नहीं है। यदि आप ब्रश को भौतिक तटस्थता से परे ले जाते हैं जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 3, तब स्विच किए गए लूप में परिणामी चुंबकीय प्रवाह ई को प्रेरित करेगा। वगैरह। ek के साथ, जिसकी दिशा e की दिशा के विपरीत है। वगैरह। वी। स्व-प्रेरण ईएल।

इस तरह न केवल ई. की भरपाई की जाएगी। वगैरह। वी। रोटेशन, लेकिन ई। आदि। वी। स्व-प्रेरण (आंशिक रूप से या पूरी तरह से)। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, भौतिक तटस्थ का अपरूपण कोण हर समय बदलता रहता है, और इसलिए ब्रश आमतौर पर इसके कुछ औसत कोण पर ऑफसेट होते हैं।

ई की कमी। वगैरह। साथशामिल लूप में वर्तमान आईडी में कमी और ब्रश और कलेक्टर प्लेट के बीच विद्युत निर्वहन कमजोर हो जाता है।

अतिरिक्त पोल (चित्र 4 में एनडीपी और एसडीएन) स्थापित करके स्विचिंग की स्थिति में सुधार करना संभव है। अतिरिक्त ध्रुव ज्यामितीय तटस्थ के साथ स्थित है। जनरेटर के लिए, उसी नाम का अतिरिक्त पोल आर्मेचर के रोटेशन की दिशा में और मोटर के लिए - इसके विपरीत मुख्य पोल के पीछे स्थित है। अतिरिक्त ध्रुवों की वाइंडिंग आर्मेचर वाइंडिंग के साथ श्रृंखला में इस तरह से जुड़ी होती हैं कि उनके द्वारा बनाए गए फ्लक्स Fdp को आर्मेचर फ्लक्स Fya की ओर निर्देशित किया जाता है।

चावल। 3. स्विचिंग लूप में इलेक्ट्रोमोटिव बल की दिशा जब ब्रश को भौतिक तटस्थ से परे ले जाया जाता है

चावल। 4. अतिरिक्त ध्रुवों की वाइंडिंग्स का सर्किट आरेख

चूंकि दोनों फ्लक्स एक ही करंट (आर्मेचर करंट) द्वारा बनाए गए हैं, इसलिए अतिरिक्त ध्रुवों की वाइंडिंग के घुमावों की संख्या और उनके और आर्मेचर के बीच हवा के अंतर को चुनना संभव है, ताकि प्रत्येक आर्मेचर पर फ्लक्स मूल्य के बराबर हों वर्तमान। सहायक पोल फ्लक्स हमेशा आर्मेचर फ्लक्स की भरपाई करेगा और इस प्रकार ई। वगैरह। v. स्विच्ड लूप में कोई घुमाव नहीं होगा।

अतिरिक्त ध्रुवों को आमतौर पर बनाया जाता है ताकि उनका प्रवाह स्विचित सर्किट में ई को प्रेरित करे। डी। योग eL + Heb के बराबर है। फिर सही संग्राहक प्लेट से ब्रश के अलग होने के क्षण में (चित्र 1 देखें, सी) विद्युत चाप नहीं होता है।

1 kW और अधिक की शक्ति वाली औद्योगिक प्रत्यक्ष वर्तमान मशीनें अतिरिक्त पोल से सुसज्जित हैं।