Что такое коммутация тока

Коммутация тока, внешние характеристики

В выпрямителях средней и большой мощности возрастает влияние ЭДС, создаваемых в первичной и вторичной обмотках трансформатора их магнитными потоками рассеяния. Повышение роли индуктивности рассеяния сказывается на процессе перехода тока нагрузки с одного вентиля выпрямителя на другой(процесс коммутации). Интервал коммутации, характеризуемый углом, может занимать довольно значительную часть длительности рабочих процессов. Коммутационные процессы здесь оказывают существенное влияние на работу, показатели и характеристики выпрямителя.

Влияние индуктивности рассеяния обмоток трансформатора , а при более точных расчетах – и индуктивности питающей сети , учитывается суммарной индуктивностью

(1.87)

или индуктивным сопротивлением

, (1.88)

приведенным к вторичной обмотке трансформатора.

В зависимости от числа фаз процесс коммутации, а также его влияние на показатели и характеристики выпрямителя будет отличаться, а поэтому следует рассмотреть отдельно эти вопросы для однофазных и многофазных выпрямителей средней и большой мощности.

а) Однофазные выпрямители

Процесс коммутации, а также его влияние на показатели и характеристики выпрямителя рассмотрим вначале для однофазной схемы с нулевым выводом (однофазная нулевая схема).

Временные диаграммы, поясняющие влияние коммутационных процессов в схеме выпрямителя, приведены на рис.1.16. Влияние проявляется в том, что при подаче положительного напряжения на очередной диод выпрямителя индуктивные сопротивления изатягивают процесс уменьшения до нуля тока проводившего вентиля и нарастания до значенияId тока вентиля, вступающего в работу (рис.1.16).

В результате на интервале коммутации  в проводящем состоянии одновременно находятся в работе оба вентиля выпрямителя.

Эти вентили создают короткозамкнутый контур для последовательно соединенных вторичных обмоток трансформатора с суммарным напряжением и сопротивлением. Если считать, то к каждому из этих сопротивлений прикладывается напряжение. НапряжениеUd на интервале  определяется выражением

Рис.1.16. Процесс коммутации в однофазном выпрямителе

(1.89)

Поскольку при отсчете и относительно нулевой точки обмотки на интервале коммутацииUd = 0 (рис.1.16).

Вследствие этого при вычислении напряжения Ud заштрихованные площадки на рис. 1.16,б из расчета выпадают. Таким образом, при конечной длительности этапа коммутации, среднее значение выпрямленного напряжения Ud будет меньше, чем при =0.

Для Ud действительно соотношение

, (1.90)

где — среднее значение напряжения на нагрузке в режиме холостого хода (без учета коммутаций);Ux— среднее значение потерь напряжения при коммутации вентилей за период.

Величину Ux находят из выражения

(1.91)

В формулу (1.91) входит член (1-cos), который можно определить, рассмотрев более детально коммутационный процесс перехода тока, например, с диода VD2 на диод VD1. С момента включения диода VD1 начинается интервал совместной проводимости обоих тиристоров при полярности напряжений на вторичных обмотках трансформатора указанной на рис.1.16,б.

Постоянное уменьшение до нуля тока диода VD2 и возрастание до величины Id тока диода VD1 (рис.1.16) осуществляется под воздействием тока коммутации , протекающего в короткозамкнутом контуре, образованным этими токами.

Ток коммутации при этом удобно представить в виде принужденной и свободной составляющей

. (1.92)

Принужденная составляющая обуславливается суммарным напряжением контура коммутациии его сопротивлением.

(1.93)

(1.94)

где А — постоянная; T=2La/R — постоянная времени контура коммутации.

Для выпрямителей средней и большой мощности сопротивление контура коммутации мало (R0), в связи с чем T.

(1.95)

с учетом выражений (1.93) и(1.95) имеем

(1.96)

Постоянную А находим из начальных условий  t=0 ,

(1.97)

. (1.98)

Кривая тока определяет закон изменения на этапе коммутации анодного тока диодаVD1, а разность— изменение анодного тока диодаVD2 (рис.1.16). Интервал коммутации заканчивается при достижении током величиныId .Подстановка в (1.98)  t= и дает

(1.99)

Из уравнения (1.99) определяем значение

(1.100)

подставив которое в выражение (1.91), получим

. (1.101)

На основании выражения (1.101) можно определить среднее значение выпрямленного напряжения с учетом коммутации

. (1.102)

Уравнение (1.102) описывает внешнюю характеристику неуправляемого выпрямителя (рис.1.17)

Рис. 1.17. Внешняя характеристика однофазного выпрямителя

Уменьшение напряжения на нагрузке Ud с ростом тока Id объясняется увеличением коммутационного падения напряжения Udx вследствие возрастания угла коммутации , который определяется из выражения (1.101).Указанное поясняется временными диаграммами рис.1.18, где показаны кривые напряжения Ud, тока и его составляющих, а также токов вентилей при двух значениях тока нагрузкиId’>Id.

Рис.1.18.Временные диаграммы, иллюстрирующие уменьшение

среднего значения выпрямленного напряжения с ростом тока нагрузки

Коммутационные явления в схеме выпрямителя приводят к фазовому сдвигу потребляемого тока относительно напряжения питания. Фазовый сдвиг первой гармоники тока увеличивается примерно на угол .

С учетом угла коммутации  к вентилю прикладывается скачек обратного напряжения, равный

.

б) Коммутационные процессы в однофазном мостовом выпрямителе

Эти процессы подобны процессам в однофазной нулевой схеме. Особенность заключается в том, что на этапе коммутации в проводящем состоянии находятся одновременно все четыре вентиля (рис.1.19).

Рис. 1.19. Контур коммутации однофазного мостового выпрямителя

На схеме показан контур коммутации при включении в работу вентилей VD1 и VD2 и запирании вентилей VD3 и VD4.

Ток коммутаций в мостовой схеме обуславливается напряжениеми реактивным сопротивлениемХа. Для тока и его свободной и принужденной составляющих действительны соотношения (1.92)-(1.98), полученные для схемы с нулевой точкой. Отличие связано с тем, что в мостовой схеме непосредственно в коммутации каждого вентиля участвуют составляющие коммутационного токаи. При равенстве этих токов процесс коммутации (переход тока с одной пары вентилей на другую) заканчивается при. При этом токубудет соответствовать значение2Id. На основании сказанного правую часть выражения (1.100) необходимо умножить на 2

Тогда уравнение внешней характеристики мостовой схемы запишется в следующем виде:

(1.103)

В мостовой схеме увеличение вдвое тригонометрической функции(1.100) компенсируется уменьшением в тоже число раз значения Ха. В результате при одной и той же мощности выпрямителя внешние характеристики однофазных двухполупериодных схем получаются одинаковыми.

Первая гармоника тока в мостовой схеме также сдвинута в сторону отставания относительно напряжения питания на угол .

Коммутация электрической цепи

Коммутация электрической цепи – процесс замыкания или размыкания цепи с током.

Коммутация может происходить под воздействием внешних или внутренних для данного устройства источников напряжения или тока.

При анализе и расчёте процессов коммутации необходимо учитывать общий закон коммутации:

— При коммутации индуктивных электрических цепей не могут изменяться скачком ток цепи и магнитный поток ();

— При коммутации емкостных цепей не могут изменяться скачком напряжение и электрический заряд ().

Под глубиной коммутации понимают отношение сопротивления R_отк коммутирующего органа в отключенном состоянии к сопротивлению R_вкл во включенном состоянии

Контактные электрические аппараты, у которых сопротивление межконтактного промежутка в отключенном состоянии измеряется мегомами, а сопротивление замкнутых контактов – микроомами, обеспечивают глубину коммутации

Для бесконтактных аппаратов, которые по глубине коммутации уступают контактным аппаратам, обычно

2.1.1 Отключение электрической цепи контактными аппаратами

Отключение цепи контактным аппаратом характеризуется воз­никновением плазмы, которая проходит разные стадии газового разряда в процессе преобразования межконтактного промежутка из проводника электрического тока в изолятор.

При токах выше 0,5-1 А возникает стадия дугового разряда (область 1)(рисунок 2.1.); при снижении тока возникает стадия тлеющего разряда у катода (область 2); следующая стадия (область 3)– таунсендовский разряд, и наконец, область 4 – стадия изоляции, в которой носители электричества – электроны и ионы – не образуются за счет ионизации, а могут поступать только из окружающей среды.

Первый участок кривой – дуговой разряд (область 1) –характе­ризуется малым падением напряжения у электродов и большой плотностью тока. С ростом тока напряжение на дуговом промежутке сначала резко падает, а затем изменяется незначительно.

Второй участок (область 2) кривой, представляющий собой область тлеющего разряда, характеризуется высоким падением напряжения у катода (250 – 300 В) и малыми токами. С ростом тока возрастет падение напряжения на разрядном промежутке.

Таунсендовский разряд (область 3) характеризуется чрезвычайно малыми значениями тока при высоких напряжениях.

Рисунок 2.1 — Вольтамперная характеристика стадий

электрического разряда в газах

Электрическая дуга сопровождается высокой температурой и связана с этой температурой. Поэтому дуга – явление не только электрическое, но и тепловое.

В обычных условиях воздух является хорошим изолятором. Так, для пробоя воздушного промежутка в 1 см требуется приложить напряжение не менее 30 кВ. Для того чтобы воздушный промежуток стал проводником, необходимо создать в нем определенную концентрацию заряженных частиц: отрицатель­ных – в основном свободных электронов, и положительных – ионов. Процесс отделения от нейтральной частицы одного или нескольких электронов с обра­зованием свободных электронов и ионов называется ионизацией.

Ионизация газа может происходить под действием света, рентгеновских лучей, высокой температуры, под влиянием электрического поля и ряда дру­гих факторов. Для дуговых процессов в электрических аппаратах наибольшее значение имеют: из процессов, происходящих у электродов, – термоэлектрон­ная и автоэлектронная эмиссии, а из процессов, происходящих в дуговом промежутке, – термическая ионизация и ионизация толчком.

2.1.2. Электрическая дуга

В коммутационных электрических аппаратах, предна­значенных для замыкания и размыкания цепи с током, при отключении возникает разряд в газе либо в виде тлеющего разряда, либо в виде дуги. Тлеющий разряд возникает тогда, когда отключаемый ток ниже 0,1 А, а напряжение на контактах достигает величины 250 – 300 В. Такой разряд встречается либо на контактах ма­ломощных реле, либо как переходная фаза к разряду в виде электрической дуги.

Основные свойства дугового разряда:

— дуговой разряд имеет место только при токах большой величины; минимальный ток дуги для металлов со­ставляет примерно 0,5 А;

— температура центральной части дуги очень вели­ка и в аппаратах может достигать 6000 – 18000 К;

— плотность тока на катоде чрезвычайно велика и достигает 10 2 – 10 3 А/мм 2 ;

— падение напряжения у катода составляет всего 10 – 20 В и практически не зависит от тока.

В дуговом разряде можно различить три характер­ные области: околокатодную, область столба дуги (ствол дуги) и околоанодную (рисунок 2.2.).

В каждой из этих областей процессы ионизации и деионизации протекают по-разному в зависимо­сти от условий, которые там существуют. Поскольку ре­зультирующий ток, проходящий через эти три области, одинаков, в каждой из них происходят процессы, обес­печивающие возникновение необходимого количества за­рядов.

Рисунок 2.2 — Распределение напряжения и напряжённости электрического поля в стационарной дуге постоянного тока

Термоэлектронная эмиссия. Термоэлектронной эмиссией называется явление испускания электронов из накаленной поверхности.

При расхождении контактов резко возрастают переходное сопротивление контакта и плотность тока в последней площадке контактирования. Эта площадка нагревается до температуры плавления и образования контактного перешейка из расплавленного металла, который при дальнейшем расхождении контактов рвется. Здесь происходит испарение металла контактов. На отрицательном электроде образуется так назы­ваемое катодное пятно (раскаленная площадка), которое служит основа­нием дуги и очагом излучения элект­ронов в первый момент расхождения контактов. Плотность тока термо­электронной эмиссии зависит от тем­пературы и материала электрода. Она невелика и может быть достаточной для возникновения электрической ду­ги, но она недостаточна для ее го­рения.

Автоэлектронная эмиссия. Это –явление испускания электронов из ка­тода под воздействием сильного электрического поля.

Место разрыва электрической цепи может быть представлено как конден­сатор переменной емкости. Емкость в начальный момент равна бесконеч­ности, затем убывает по мере расхождения контактов. Через сопротивление цепи этот конденсатор заряжается, и напряжение на нем растет постепенно от нуля до напряжения сети. Одновременно увеличивается расстояние между контактами. Напряженность поля между контактами во время нарастания напряжения проходит через значения, превышающие 100 МВ/см. Такие значения напряженности электрического поля достаточны для вырывания электронов из холодного катода.

Ток автоэлектронной эмиссии также весьма мал и может служить только началом развития дугового разряда.

Таким образом, возникновение дугового разряда на расходящихся контак­тах объясняется наличием термоэлектронной и автоэлектронной эмиссий. Преобладание того или иного фактора зависит от значения отключаемого тока, материала и чистоты поверхности контактов, скорости их расхождения и от ряда других факторов.

Ионизация толчком. Если свободный электрон будет обладать достаточной скоростью, то при столкновении с нейтральной частицей (атом, а иногда и молекула) он может выбить из неё электрон. В результате получатся новый свободный электрон и положительный ион. Вновь полученный электрон может, в свою очередь, ионизировать следующую частицу. Такая ионизация носит название ионизации толчком.

Для того чтобы электрон мог ионизировать частицу газа, он должен двигаться с некоторой определенной скоростью. Скорость электрона зависит от разности потенциалов на длине его свободного пробега. Поэтому обычно указывается не скорость движения электрона, а то минимальное значение разности потенциалов, какое необходимо иметь на длине свободного пути, чтобы электрон к концу пути приобрел необходимую скорость. Эта разность потенциалов носит название потенциала ионизации.

Потенциал ионизации для газов составляет 13 – 16 В (азот, кислород, водород) и до 24,5 В (гелий), для паров металла он примерно в два раза ниже (7,7 В для паров меди).

Термическая ионизация. Это – процесс ионизации под воздействием высокой температуры. Поддержание дуги после ее возникновения, т.е. обеспечение возникшего дугового разряда достаточным числом свободных зарядов, объяс­няется основным и практически единственным видом ионизации – термической ионизацией.

Температура столба дуги с среднем равна 6000 – 10000 К, но может достигать и более высоких значений – до 18000 К. При такой температуре сильно возрастает как число быстро движущихся частиц газа, так и скорость их движения. При столкновении быстро движущихся атомов или молекул большая часть их разрушается, образуя заряженные частицы, т.е. происходит иони­зация газа. Основной характеристикой термической ионизации является сте­пень ионизации, представляющая собой отношение числа ионизированных атомов в дуговом промежутке к общему числу атомов в этом промежутке. Одновременно с процессами ионизации в дуге происходят обратные процессы, т. е. воссоединение заряженных частиц и образование нейтральных частиц. Эти процессы носят название деионизации.

Деионизация происходит главным образом за счет рекомбинации и диф­фузии.

Рекомбинация. Процесс, при котором различно заряженные частицы, при­ходя во взаимное соприкосновение, образуют нейтральные частицы, называется рекомбинацией.

В электрической дуге отрицательными частицами являются в основном электроны. Непосредственное соединение электронов с положительным ионом ввиду большой разности скоростей маловероятно. Обычно рекомбинация происходит при помощи нейтральной частицы, которую электрон заряжает. При соударении этой отрицательно заряженной частицы с положительным ионом образуется одна или две нейтральные частицы.

Диффузия. Диффузия заряженных частиц представляет собой процесс выноса заряженных частиц из дугового промежутка в окружающее пространство, что уменьшает проводимость дуги.

Диффузия обусловлена как электрическими, так и тепловыми факторами. Плотность зарядов в столбе дуги возрастает от периферии к центру. Ввиду этого создается электрическое поле, заставляющее ионы двигаться от центра к периферии и покидать область дуги. В этом же направлении действует и разность температур столба дуги и окружающего пространства. В стабилизированной и свободно горящей дуге диффузия играет ничтожно малую роль.

Падение напряжения на стационарной дуге распределяется неравномерно вдоль дуги. Картина изменения падения напряжения U _Д и напряжённости электрического поля (продольного градиента напряжения) Е _Д = dU/dx вдоль дуги приведена на рисунке (см. рис 2.2). Под градиентом напряжения Е _Д по­нимается падение напряжения на единицу длины дуги. Как видно из рисунка, ход харак­теристик U _Д и Е _Д в приэлектродных областях резко отличается от хода характе­ристик на остальной части дуги. У электродов, в прикатодной и прианодной об­ластях, на промежутке дли­ны порядка 10 – 4 см имеет место резкое падение напря­жения, называемое катод­ным U _к и анодным U _а. Значение этого падения на­пряжения зависит от мате­риала электродов и окружа­ющего газа. Суммарное зна­чение прианодного и прикатодного падений напряжений составляет 15 – 30 В, градиент напряжения достигает 10 5 – 10 6 В/см.

В остальной части дуги, называемой столбом дуги, падение напряжения U _Д практически прямо пропорционально длине дуги. Градиент здесь приблизительно постоянен вдоль ствола. Он зависит от многих факторов и может изменяться в широких пределах, достигая 100 – 200 В/см.

Околоэлектродное падение напряжения U _Э не зависит от длины дуги, падение напряжения в столбе дуги пропорционально длине дуги. Таким образом, падение напряжения на дуговом промежутке

где: Е _Д – напряжённость электрического поля в столбе дуги;

l _Д – длина дуги;

В заключение следует ещё раз отметить, что в стадии дугового разряда преобладает термическая ионизация – разбиение атомов на электроны и положительные ионы за счёт энергии теплового поля. При тлеющем – возникает ударная ионизация у катода за счет соударения с электронами, разгоняемыми электри­ческим полем, а при таунсендовском разряде ударная ионизация пре­обладает на всём промежутке газового разряда.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Это важно знать:

Теоретические основы конкурентоспособности УПРАВЛЕНИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬЮ 1.1. Теоретические основы конкурентоспособности. Значение и роль конкуренции в рыночных условиях.
Задача № 2. В пульмонологическом отделении находится на лечении пациент Т В пульмонологическом отделении находится на лечении пациент Т.
Обстоятельства, исключающие преступность деяния: понятие, виды, значение Обстоятельства, исключающие преступность — это деяния, направленные на устранение угрозы, созданной для объектов.
Эффективность производства и ее показатели. Пути и факторы повышения эффективности производства В основе экономического прогресса лежит повышение эффективнос­ти производства.
Систематизация законодательства: понятие и виды Возникновение, изменение, прекращение правоотношений регламентируется огромным количеством нормативно-правовых актов.

§30. Коммутация

Под коммутацией в широком смысле слова понимают все явления и процессы, возникающие под щетками при работе коллекторных электрических машин. Если щетки искрят, то говорят, что машина имеет плохую коммутацию; если искрение отсутствует, то коммутацию называют хорошей. Качество коммутации в значительной степени определяет работоспособность машины и ее надежность в эксплуатации.

Причины искрения щеток. Искрение может вызываться большим количеством причин; обычно их разбивают на две группы: механические и электромагнитные. Механическими причинами являются биение коллектора, его эллиптичность, шероховатость, наличие выступающих коллекторных пластин и изоляционных прокладок, вибрация щеткодержателей и т. д. Все эти причины приводят к вибрации щеток, в связи с чем возможны кратковременный разрыв контакта между щеткой и коллектором и возникновение кратковременной электрической дуги. Особенно трудно обеспечить отсутствие вибрации щеток при больших окружных скоростях коллектора (50 м/с и выше).

Электромагнитные причины приводят к тому, что даже при идеальном состоянии щеточного контакта при выходе коллекторной пластины из-под щетки разрывается ток и возникает короткая электрическая дуга, повреждающая сбегающие части щетки и коллекторных пластин. Искрение, вызванное электромагнитными причинами, повреждает поверхность коллектора и, как следствие, приводит к вибрации щеток, т. е. способствует возникновению искрения из-за механических причин. Неустойчивость же щеточного контакта оказывает существенное влияние на электромагнитные процессы в секциях, переходящих из одной параллельной ветви обмотки якоря в другую. Поэтому, как правило, искрение щеток на коллекторе вызывается совместным действием многих причин.

Качество коммутации оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки, из-под которого выходят пластины коллектора при его вращении. Допускаемые степени искрения согласно Государственному стандарту приведены в табл. 3.

Физическая Сущность процесса коммутации. Как было установлено в § 28, щетки разделяют обмотку якоря на несколько параллельных ветвей. При вращении якоря каждая секция его обмотки переходит из одной параллельной ветви в другую, что сопровождается резким изменением направления тока в секции и замыканием этой секции накоротко щетками. Процесс переключения секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую и изменения направления в них тока называется процессом коммутации.

Предположим, что в какой-либо момент секция 1 (рис. 112, а) находится в нижней параллельной ветви, при этом ток ветви iя протекает по секции в направлении от ее начала Н к концу К (для простоты принимаем, что щетки скользят не по коллектору, а непосредственно по виткам обмотки якоря). Через некоторое время якорь повернется и секция 1 окажется в верхней параллельной ветви (рис. 112, б). При этом ток iя будет уже проходить по секции в обратном направлении, т. е. от ее конца К к началу Н.

Большую часть времени, соответствующего одному обороту якоря, ток секции равен току параллельной ветви iя. Однако поскольку секция, перемещаясь под полюсами, попадает то в одну, то в другую параллельную ветвь, направление тока в ней периодически меняется (рис. 112,в). Изменение направления тока в секции происходит за период времени, в течение которого соединенные с секцией коллекторные пластины соприкасаются со щеткой. Это время называется периодом коммутации Тк. Секция начинает коммутироваться в момент, когда коллекторные пластины, между которыми подключена секция, перекрываются набегающим краем щетки; заканчивается же процесс коммутации этой секции в момент выхода указанных коллекторных пластин из-под противоположного (сбегающего) края щетки.

Рис. 112. Переход секции обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую (а и б) и кривая изменения тока в секции (в)

Рассмотрим более подробно процесс коммутации в какой-либо секции обмотки якоря двухполюсной машины при различных положениях щетки относительно коллекторных пластин. При этом ради простоты будем считать, что ширина щетки равна ширине коллекторной пластины. В начальный момент коммутации (рис. 113, а) щетка перекрывает коллекторную пластину 1, и ток в обмотке якоря I_я = 2i_я, пройдя щетку и коллекторную пластину, разветвляется на две ветви, при этом по каждой параллельной ветви (правой и левой) протекают токи i_я. При вращении якоря коллекторные пластины сдвигаются относительно щетки, и через некоторое время щетка начинает перекрывать обе коллекторные пластины 1 и 2, замыкая накоротко коммутируемую секцию 1—4, обозначенную жирной линией (рис. 113,б). При этом через коммутируемую секцию будет протекать некоторый ток i, в обеих же параллельных ветвях будут проходить токи i_я. Поэтому через набегающую коллекторную пластину 1 будет проходить ток i₁=i_я+i, а через сбегающую пластину 2 — ток i₂ = i_я — i.

Рис. 113. Распределение тока в коммутируемой секции в различные моменты коммутации

В конце процесса коммутации (рис. 113, в) щетка сходит с коллекторной пластины У и перекрывает только одну пластину 2, при этом ток в коммутируемой секции будет направлен противоположно его направлению в начале коммутации.

Таким образом, в течение периода коммутации Т_к рассматриваемая секция 1—4 переходит из правой параллельной ветви в левую. В течение этого периода ток i в коммутируемой секции линейно изменяется от +i_я до -i_я, ток i₁ — от 2i_я до нуля, а ток i₂ — от нуля до 2i_я (рис. 114, а). Такая коммутация носит название прямолинейной, или идеальной.

Рассмотренный выше процесс коммутации не вызывает каких-либо неприятных последствий в машине. Для нее характерно:

сбегающая коллекторная пластина 2 выходит из-под края щетки без разрыва тока;

плотность тока под щетками в течение периода коммутации остается неизменной, так как по мере уменьшения тока i₁ пропорционально уменьшается перекрываемая щеткой площадь S₁ коллекторной пластины 1. Точно так же по мере увеличения тока i₂ пропорционально увеличивается перекрываемая щеткой площадь S₂ коллекторной пластины 2.

По этим причинам прямолинейная коммутация считается оптимальной. Если при расчете машины выбрать площадь щеток так, чтобы плотность тока под ними не превышала некоторую предельную для щеток данной марки, то данная машина будет работать без искрения.

Однако в действительных условиях работы машин постоянного тока процесс коммутации протекает более сложно. В современных машинах период коммутации Т_к весьма мал и составляет примерно 0,001—0,0001 с. Вследствие этого скорость изменения тока в коммутируемой секции очень велика и в ней индуцируется довольно большая э. д. с. самоиндукции e_L. Обычно в процессе коммутации участвует несколько секций, одновременно замыкаемых накоротко щетками. При этом в них возникает также и э. д. с. взаимоиндукции е_м. Сумма возникающих в каждой коммутируемой секции э. д. с.

Рис. 114. Зависимости изменения токов i, i1, i2 в коммутируемой секции во времени при прямолинейной (а), замедленной и ускоренной (б) коммутации

Рис. 115. Возникновение реактивной э.д.с. (а) и добавочного тока коммутации (б)

самоиндукции и взаимоиндукции носит название реактивной э. д. с: е_р = е_L + е_м (рис. 115, а). Эта э.д.с, действуя в замкнутой накоротко секции, сильно изменяет характер коммутации и вызывает добавочный ток коммутации i_к (рис. 115,б).
Согласно правилу Ленца э. д. с. самоиндукции и взаимоиндукции должны противодействовать вызывающей их причине, т. е. замедлять изменение тока i в коммутируемой секции. Так как этот ток в процессе коммутации стремится уменьшиться, а затем изменить свой знак, реактивная э. д. с. е_р должна противодействовать этому уменьшению; следовательно, она будет иметь направление, совпадающее с направлением тока i в коммутируемой секции в первую половину периода коммутации. Такое же направление имеет и добавочный ток коммутации i_к.
Циркулируя в цепи коммутируемой секции, замкнутой накоротко щеткой, ток iк уменьшает ток i₂ на набегающем крае щетки и увеличивает ток i₁ на сбегающем крае. В результате плотность тока под щетками становится неравномерной: пониженной на набегающем крае щетки и повышенной на сбегающем. Такая коммутация называется замедленной. Ток в коммутируемой секции в этом случае изменяется по кривой 1 или 2 (см. рис. 114, б).

Влияние коммутации на работу машины. При замедленной коммутации площадь S₁ соприкосновения пластины 1 (см. рис. 113) со щеткой уменьшается быстрее, чем ток i₁, вследствие чего увеличивается плотность тока под сбегающим краем щетки.

Рис. 116. Возникновение искрения под сбегающим краем при замедленной коммутации

В конце процесса коммутации эта плотность тока может достичь большого значения и вызвать искрение под щетками. В этом случае небольшая площадь электрического контакта между щеткой и сбегающей пластиной не может пропустить через себя значительный ток, и он начинает проходить помимо этого контакта. Практически при этом образуется искровой разряд (рис. 116, а) между щеткой и сбегающей коллекторной пластиной 1.

При большом значении реактивной э. д. с. е_р ток i₁ к моменту схода щетки со сбегающей пластины не успевает уменьшиться до нуля (кривая 2 на рис. 114, б). При этом через сбегающую пластину проходит остаточный ток i_ост, который разрывается щеткой. В этом случае запас электромагнитной энергии в цепи коммутируемой секции оказывается достаточным, чтобы ионизировать воздушный промежуток между щеткой и сбегающей коллекторной пластиной, поэтому между ними появляется довольно значительный дуговой разряд, т. е. интенсивное искрение (рис. 116,б). В результате длительного искрения неизбежен преждевременный износ коллектора и щеток. Коллектор загрязняется, чернеет и становится непригодным к работе. Необходимо периодически выполнять его очистку. При сильном искрении разрушаются щетки и поверхность коллектора, которую приходится подвергать обточке. При неблагоприятных условиях (в машинах с сильным искажением магнитного поля от действия реакции якоря) дуга будет переходить от пластины к пластине, что приведет к возникновению кругового огня.

Чем больше мощность электрической машины и чем выше частота вращения якоря, тем большая реактивная э. д. с. индуцируется в коммутируемых секциях и тем неблагоприятнее протекает процесс коммутации.

На протекание процесса коммутации оказывает также вредное влияние сдвиг физической нейтрали относительно геометрической, возникающий под действием реакции якоря. Обычно щетки устанавливают под серединами полюсов так, чтобы замыкаемые ими коллекторные пластины были соединены с секциями обмотки якоря, расположенными на геометрической нейтрали. В этом месте не действует магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения машины, и при холостом ходе в указанных секциях не индуцируется никакой э. д. с. Однако при нагрузке из-за сдвига физической нетрали относительно геометрической расположенные на геометрической нейтрали коммутируемые секции оказываются в зоне действия магнитного потока якоря Ф_я (см. рис. 105, б), поэтому при вращении якоря в них так же, как и в остальных секциях обмотки якоря, будут индуцироваться э. д. с, называемые э. д. с. вращения. Э. д. с. вращения, созданная потоком якоря, ухудшает коммутацию, так как совпадает по направлению с реактивной э. д. с. е_р.

Способы улучшения коммутации. Основной причиной искрения в машинах постоянного тока является разрыв щетками остаточного тока, созданного в коммутируемой секции реактивной э. д. с. и э. д. с. вращения от действия потока якоря. Следовательно, улучшение коммутации может быть осуществлено тремя путями:

1) уменьшением реактивной э. д. с;

2) компенсацией реактивной э. д. с. и э. д. с. вращения от потока якоря некоторой добавочной э. д. с, называемой коммутирующей; эта э. д. с. может быть индуцирована при помощи какого-либо дополнительного внешнего (коммутирующего) магнитного поля;

3) уменьшением тока коммутации i_к путем увеличения сопротивления цепи коммутируемой секции.

Рассмотрим более подробно эти способы.

Уменьшение реактивной э. д. с. Это достигается путем уменьшения индуктивности секции различными конструктивными мерами. Индуктивность секции стараются сделать возможно меньшей, уменьшая число витков. Поэтому в тяговых двигателях и тепловозных генераторах секции делают одновитковыми. Пазы якоря стараются также делать открытыми и не очень глубокими (глубина их не превышает 4,5—5,5 см даже у самых крупных машин).

На значение индуктивности оказывает влияние положение стороны секции в пазу; индуктивность верхнего слоя всегда меньше индуктивности нижнего слоя. Чтобы индуктивности всех секций были примерно одинаковыми, одну сторону каждой секции располагают в верхнем слое, а другую — в нижнем.

Определенное значение для коммутации имеет и ширина щетки. Чем шире щетка, тем больше число коллекторных пластин перекрывает она одновременно и тем больше коммутируется одновременно секций. Поэтому уменьшение ширины щетки обеспечивает уменьшение реактивной э. д. с. Практика тягового электромашиностроения выработала наиболее рациональное соотношение между шириной щетки и шириной коллекторной пластины; обычно в тяговых двигателях и генераторах щетка перекрывает 3,5—4,5 коллекторных пластины.

Однако в крупных машинах все рассмотренные конструктивные меры не могут снизить индуктивность секций и реактивную э. д. с. до допустимых значений. Поэтому в таких машинах приходится уменьшать длину, окружную скорость и суммарный ток проводников, лежащих в пазах якоря, а для получения необходимой мощности машины увеличивать диаметр якоря, что приводит к увеличению габаритных размеров и массы машины. По этим причинам машины постоянного тока имеют примерно на 20—25 % меньшую мощность, чем машины переменного тока при тех же габаритных размерах и частоте вращения.

Поскольку конструктивные меры уменьшения реактивной э. д. с. влекут за собой увеличение габаритных размеров и массы, этими способами добиваются лишь снижения реактивной э. д. с. при номинальной нагрузке до уровня 3—5 В. При такой реактивной э. д. с. обычно удается наладить коммутацию, применив добавочные полюсы.

Создание в коротко замкну той секции коммутирующей э. д. с. В машинах мощностью свыше 1 —1,5 кВт для создания коммутирующего поля с целью компенсации реактивной э. д. с. и э. д. с. вращения от потока якоря применяют добавочные полюсы. Они расположены между главными полюсами на геометрической нейтрали машины (см. рис. 111, а), т. е. там же, где находятся коммутируемые секции, замыкаемые накоротко щетками. Ширину этих полюсов выбирают небольшой (рис. 117, а), чтобы созданное ими магнитное поле действовало только в зоне, где происходит процесс коммутации (коммутационной зоне). Магнитный поток добавочных полюсов направлен против потока якоря в коммутационной зоне и компенсирует его; в этом случае в коммутируемых секциях не будет индуцироваться э. д. с. вращения. Кроме того, поток добавочных полюсов индуцирует в коммутируемых секциях коммутирующую э. д. с. е_к, направленную против реактивной э. д. с. е_р (рис. 117, б). Добавочные полюсы рассчитывают так, чтобы коммутирующая э. д. с. е_к была приблизительно равна реактивной э. д. с. е_р. В этом случае имеют место рассмотренные выше условия идеальной коммутации, обеспечивающие безыскровую работу машин. Полярность каждого добавочного полюса в генераторах должна быть такой же, как у следующего по направлению вращения главного полюса, а в двигателях — как у предшествующего главного полюса. Если коммутирующая э. д. с. е_к будет больше реактивной э. д. с. е_р, то имеет место ускоренная коммутация, при этом ток в коммутируемой секции изменяется по кривой 3 (см. рис. 114,б). При небольшом преобладании э. д. с. е_к коммутация протекает благоприятно, плотность тока под сбегающей пластиной становится малой (образуется так называемая «ступень малого тока») и сход этой пластины из-под щетки происходит без искрения. Однако если ек значительно превосходит е_р, то искрение возникает под набегающим краем щетки. Осуществить точную компенсацию реактивной э. д. с. коммутирующей невозможно из-за технологических неточностей

Рис. 117. Электромагнитная схема машины с добавочными полюсами (а) и индуцирование в короткозамкнутых секциях коммутирующей э.д.с. (б): 1, 3 — добавочный и главный полюсы; 2 — обмотка добавочного полюса; 4 — якорь; 5 – коммутируемые секции; 6 — щетка; 7 — коллектор

Рис. 118. Схема включения обмоток якоря, возбуждения, добавочных полюсов и компенсационной в машине постоянного тока (а) и зависимости э.д.с. ер и ек от тока якоря Iя (б): Я — обмотка якоря; ОВ — обмотка возбуждения; ОДП — обмотка добавочных полюсов; КО — компенсационная обмотка

ностей при изготовлении машины (неточное расположение главных и добавочных полюсов, щеток на коллекторе, неодинаковая толщина коллекторных пластин и изоляционных прокладок, несимметричное расположение пластин на коллекторе и пр.) и нестабильного характера щеточного контакта. Однако практика показывает, что если нескомпенсированная э.д.с. ?е = е_р — е_к не превышает 0,8—1,0 В, то коммутация протекает удовлетворительно.

При изменении нагрузки машины изменяется ток, протекающий по обмотке якоря, а следовательно, и реактивная э. д. с. е_р в коммутируемой секции. Для того чтобы поле добавочных полюсов автоматически компенсировало э. д. с. е_р при различных нагрузках, обмотку добавочных полюсов включают последовательно с обмоткой якоря (рис. 118, а), а их магнитную цепь делают ненасыщенной. Поэтому создаваемое этими полюсами коммутирующее магнитное поле, а следовательно, и коммутирующая э. д. с. е_к будут изменяться пропорционально току в обмотке якоря, т. е. так же, как и реактивная э. д. с.

Рассмотренные выше условия имеют место при изменении нагрузки машины от холостого хода до несколько большей ее номинальной. Однако при сильных перегрузках компенсация реактивной э. д. с. е_р нарушается, так как при больших токах в обмотке якоря начинает сказываться насыщение магнитной цепи добавочных полюсов. В этом случае реактивная э. д. с. будет возрастать пропорционально току, рост же коммутирующей э. д. с. е_к из-за насыщения будет более замедленным (рис. 118, б), вследствие чего в коммутируемых секциях появится некоторая нескомпенсированная э. д. с. ?_е =e_р-е_к, вызывающая искрение под щетками.

Чтобы увеличить предельную нагрузку, при которой происходит насыщение магнитной цепи добавочных полюсов, поперечное сечение их сердечников делают достаточно большим, а воздушный зазор под добавочными полюсами устраивают значительно большим, чем воздушный зазор под главными полюсами (рис. 119, а). В машинах

Рис. 119. Магнитная цепь добавочных полюсов в машинах большой мощности (а и б) и схема магнитных потоков, проходящих через добавочный полюс (в): 1 — остов; 2 — обмотка добавочного полюса; 3 — дополнительный воздушный зазор (немагнитная прокладка); 4 — сердечник добавочного полюса; 5 — основной воздушный зазор; 6 — якорь; 7 — главный полюс; 8 — междуполюсное пространство; 9 — коммутационная зона

большой и средней мощности при конструировании магнитной цепи добавочных полюсов приходится принимать специальные меры для уменьшения магнитного потока рассеяния Ф_? добавочного полюса, который проходит через междуполюсное пространство помимо якоря (рис. 119, в). Этот поток превышает в 2—4 раза полезный поток добавочного полюса Ф_дп, проходящий через коммутационную зону. Для уменьшения потока рассеяния, который может вызвать насыщение сердечников добавочных полюсов, обмотку добавочного полюса размещают ближе к якорю и делят воздушный зазор на две части, устанавливая немагнитные прокладки 3 между остовом и торцами сердечников добавочных полюсов (рис. 119, б). Дополнительный воздушный зазор у остова повышает магнитное сопротивление для потока рассеяния, что обеспечивает уменьшение этого потока. Кроме того, такой зазор улучшает коммутацию при переходных режимах.

Увеличение сопротивления цепи коммутируемой секции. Щетки по своей физической природе являются нелинейными сопротивлениями. При быстром увеличении плотности тока под сбегающим краем щетки сопротивление ее резко возрастает, что ведет к уменьшению остаточного тока или к полному его устранению даже в случае, когда коммутация является неидеальной. Коммутирующие свойства щеток характеризуются падением напряжения 2?u_щ в контактном слое пары щеток, одна из которых проводит, а другая отводит ток. Наилучшие коммутирующие свойства имеют электрографитированные щетки, для них 2?u_щ ? 2,4—2,6 В. Стремление к улучшению коммутации — основная причина перехода от медных щеток, первоначально применявшихся в электромашиностроении, к электрографитированным.

При прохождении тока между щеткой и коллектором происходят сложные электролитические процессы. Вследствие этого поверхность коллектора покрывается политурой — тонкой пленкой светло или темно-коричневого цвета, содержащей, главным образом, окислы меди и углерод. Наличие политуры благотворно сказывается на работе щеток; коэффициент трения уменьшается и возрастает переходное сопротивление контакта между щеткой и коллектором. Процесс появления политуры при обычных условиях длится от 2 до 10 ч. При очень больших скоростях перемещения щетки по коллектору (свыше 50—60 м/с) может происходить частичное разрушение политуры.

Улучшение условий коммутации можно обеспечить при применении разрезных щеток (см. рис. 87,б). В этом случае удлиняется путь, по которому проходит добавочный ток коммутации i_k, и увеличивается сопротивление цепи коммутируемой секции. Следовательно, уменьшается ток i_k.

Особенности коммутации при переходных режимах. Тяговые двигатели электроподвижного состава нередко работают при переходных режимах, вызываемых резкими колебаниями напряжения в сети, нарушением электрического контакта между токоприемником и контактной сетью (отрыв токоприемника от контактного провода), нарушением сцепления между колесными парами и рельсами (бок-сование, юз и восстановление нормального сцепления) и переключениями электрических цепей в процессе управления локомотивами.

При прекращении питания двигателя (отрыв токоприемника
от контактного провода) и последующем его восстановлении происходит процесс изменения тока якоря I_я и магнитного потока Ф главных полюсов. Магнитный поток Ф достигает первоначального значения только через некоторое время ? t, так как в массивном остове машины индуцируются вихревые токи, которые согласно правилу Ленца противодействуют изменению потока. Медленное восстановление магнитного потока главных полюсов Ф, а следовательно, и э. д. с. двигателя Е приводит к резкому возрастанию тока I_я до значения I_мах, примерно в 2—3 раза большего его значения до прекращения питания. В результате происходит нарушение нормальной коммутации машины и соответствующее увеличение потока якоря, сопровождающееся возрастанием напряжения между смежными коллекторными пластинами, что может привести к возникновению кругового огня.

Возникновение вихревых токов в массивном остове машины и сердечниках добавочных полюсов приводит к нарушению коммутации также и потому, что они задерживают изменение магнитного потока добавочных полюсов, который должен быстро следовать за изменением реактивной э. д. с, т. е. тока в обмотке якоря. В результате нарушается условие компенсации реактивной э. д. с. е_р — е_к = 0 и возникает нескомпенсированная э. д. с. ?е = е_р— е_к, вызывающая искрение под щетками. Введение в магнитную цепь добавочных полюсов второго воздушного зазора у остова (см. рис. 119,б) ослабляет этот задерживающий эффект и способствует более быстрому изменению коммутирующей э. д. с. е_к в соответствии с изменением е_р.

Как происходит коммутация в машинах постоянного тока

Коммутация в машинах постоянного тока (МПТ) — это явления, обусловленные сменой направления электротока в секциях якорной обмотки электродвигателя во время перехода с одной параллельной ветки на другую. Если говорить иначе, это возникает во время пересечения черты, вдоль которой располагаются щётки. С латыни слово commutatio дословно можно перевести, как совместное изменение.

Такие процессы возникают в составной части электродвигателя, называемой коллектором или коммутатором.

Коммутаторы представляет собой поворачивающийся механический преобразователь, изменяющий текущее направление тока. Состоит из цилиндра, собранного из большого количества металлических контактных планок, прикреплённых к вращающемуся валу якоря (ротора) двигателя.

Два или более электрических проводящих контакта (щётки) прижимаются к сегментам коммутатора и при вращении создают последовательный скользящий контакт с ним.

Обмотки якоря подключаются к сегментам коммутатора для передачи электрического тока.

Преобразователи применяются и в другом конструктивном исполнении, например, на базе транзисторов или магнитоуправляемых контактов. Но в механическом исполнении коммутаторы имеют больше преимуществ, к которым можно отнести компактные габаритные размеры, энергетические и иные показатели.

Электрические процессы при коммутации

При запуске двигателя коммутатор и якорная обмотка начинают двигаться по кругу с определенной частотой n, а щётки устройства при этом неподвижны. До начала коммутационных процессов якорный ток Iя протекает сквозь щётку, правую пластину коллектора. В этот момент происходит его разделение пополам между параллельными якорными обмотками. По окончании коммутационного процесса проводники 2 и 3 переходят в смежную параллельную ветку, при этом протекание электротока в них изменяется на противоположное.

Щётки в двигателе могут перекрывать во время коммутации несколько коллекторных пластинок, но это никоим образом не сказывается на протекании процесса коммутации. Время, за которое щётка переходит с одной пластины коллектора на смежную, называется периодом коммутации. Именно в этот указанный момент времени и происходят все коммутационные процессы. Этот временной отрезок очень небольшой по продолжительности (тысячные доли секунды).

Непосредственно при коммутации виток оказывается короткозамкнутым коллекторными пластинами и щёткой. На схеме выше данный момент обозначен, как б). В витке 2-3 меняется направление электротока, а это значит, что по данному витку происходит протекание переменного электротока, приводящего к возникновению переменного магнитного потока. Под воздействием последнего индуцируется э.д.с. (электродвижущая сила) самоиндукции еL, которая старается поддерживать в витке ток предыдущей направленности. Из-за воздействия на виток 2-3 э.д.с. самоиндукции происходит образование добавочного электротока iд из-за того, что контур имеет небольшое сопротивление. В месте, где происходит контакт щётки и левой пластины, ток iд и якорный ток Iя имеют противоположную направленность. А вот в точке, где правая пластинка контактирует с щёткой, направленность их протекания совпадает.

Когда приближается завершение процесса коммутации, площадь контактируемой поверхности щётки и правой пластины уменьшается, а плотность электротока увеличивается. После завершения коммутации сопряжение щётки и правой пластинки коллектора обрывается, происходит образование электрической дуги. Чем выше сила тока iд, тем больше по мощности будет электродуга.

Варианты коммутации

Существуют 3 типа коммутации. Коммутация может быть:

• ускоренной криволинейной коммутацией. Во время данной коммутации плотность тока под набегающей на пластинку части щётки выше, чем под сбегающей с нее части. Наблюдается искрение щётки;
• прямолинейной коммутацией, когда плотность электрического потока одинкова под набегающими и сбегающими краями щётки. Проводник почти не искрит;
• замедленной криволинейной, когда плотность электротока под набегающим краем ниже, чем под сбегающим.

Важными показателями, характеризующими коммутационный процесс будут:

• быстрота перемены электротока в якорной секции,
• плотность тока, протекающего через набегающую и сбегающую пластины;
• непрерывность протекания электротока.

Искрение — причины, шкала оценки

В рабочем состоянии в МПТ происходят непрерывные переключения секций якорной катушки с одного витка на смежный, а электроток изменяет свое направление. Из-за того, что такие периоды коммутации короткие по времени, темп смены направления тока в секции всегда довольно высокий. Образующаяся электродуга и появление искр в заключительный момент коммутации между щёткой и пластинками коллектора приводит к повреждению внешних сторон коммутатора. Его поверхность обгорает, как результат происходит ухудшение соприкосновения щётки и коллектора. Такая коммутация считается неудовлетворительной.

Для оценки качества коммутации используется стандартная шкала:

• 1 — искрение не наблюдается (тёмная коммутация);
• 1¼ — незначительное искрение под малой площадью щётки;
• 1½ — незначительное искрение под большой площадью щётки;
• 2 — появление искр под всеми краями щётки;
• 3 — сильное искрение под всем краям щётки с возникновением больших и отлетающих искр.

Надёжная работа электрических машин постоянного тока обеспечивается в том случае, если искрение на проводниках не превышает степени 1¼. Для удобства ниже в таблице сведены воедино все классы коммутации, которые были описаны ранее.

Возникновение искрения могут вызывать такие механические явления:

• вибрация и биение коллектора, наличие нервной поверхности из-за плохой шлифовки;
• наличие разного воздушного зазора под полюсами;
• перекос пластинок коммутатора при сборке;
• неодинаковая толщина пластинок;
• миканитовая изоляция выступает над пластинками;
• загрязнение поверхностей коллектора;
• неправильная притирка и установка щёток;
• ослабление прижима щёток, их износ.

Значительное воздействие на рабочий процесс машин постоянного тока оказывает форма и материал проводящих контактов. В настоящее время применяются угольно-графитовые, графитовые и электрографитовые щётки. Подразделяют щетки в зависимости от процентного содержания графита и способа изготовления.

Существуют также электромагнитные причины образования искрения щёток. Данные причины выявить намного сложнее, чем описанные ранее механические. Такие искрения имею прямо пропорциональную зависимость от нагрузки, а вот частота вращения практически не оказывает в данном случае никакого влияния. Цвет электромагнитного искрения чаще всего бело-голубого цвета. Искры могут быть шаровидными или каплеобразными.

При изготовлении МПТ на заводе в них устанавливают при настройке тёмную коммутацию, которое не вызывает никакого искрения при работе. Однако в ходе работы электромашины и по мере изнашиваемости коллектора с щётками, возможно появление искрения. Незначительное искрение в двигателях общего предназначения допускается и не считается проблемой.

Методы улучшения коммутации

Чтобы улучшить коммутацию и снизить риск появления электродуги, используют следующие способы:

1. Реактивное э.д.с. очень сильно влияет на коммутацию. Поэтому уменьшение такого влияния позволит улучшить коммутацию. В этом случае:

• Уменьшение количества витков позволяет понизить индуктивность секций (одновитковое исполнение).
• Открытые якорные пазы с небольшой глубиной (около 4.5-5.5 мм).
• Расположение для каждой секции выглядит так: одна сторона в верхний слой паза, а другая в нижний.
• Уменьшение ширины щеток. В данном случае 3.5-4.5 коллекторных пластинок должны перекрывать щетку. Такой способ подойдет для небольших машин (тяговые двигатели и генераторы).
• В больших двигателях уменьшается длина, окружная скорость и суммарная сила электротока в якорных пазах. Можно также увеличить сечение якоря.

1. Компенсация э.д.с. вращения от якорного потока и реактивной э.д.с.:

• Установка добавочных полюсов между главными полюсами. За счет этого создается внешнее коммутирующее электромагнитное поле. Направленность магнитного потока будет противоположно якорному потоку в зоне коммутации и будет компенсировать его. Коммутирующее и реактивное э.д.с. должны быть примерно равными.
• Увеличение поперечного размера сердечников добавочных полюсов и установка больших воздушных зазоров под основными полюсами.
• Уменьшение расстояния от обмотки добавочных полюсов до якоря.
• Установка немагнитных прокладок, чтобы обеспечить работу щеток без искрения и замедлить процесс магнитного насыщения сердечников.
• Перемещение щеток на физическую нейтраль с геометрической.

1. Уменьшение коммутационных токов, которое можно достичь, если увеличить сопротивление цепи в секции коммутации:

• Замена щеток из меди на электрографитовые.
• Использование разрезных щеток.