Methode om de commutatie van de gelijkstroommotor te verbeteren

Er zijn verschillende manieren om de commutatie van DC-motoren te verbeteren:
1. Installeer de omkeerpaal
Momenteel is de meest effectieve manier het installeren van de keerpaal. Om het nadelige effect van de reactantie-elektromotorische kracht en de snijdende elektromotorische kracht op de commutatie in het commutatie-element te elimineren, wordt een commutatiepool gebruikt, de ijzeren kern ervan wordt een ijzeren kern van de commutatiepool genoemd, de commutatiepool wordt geplaatst op de geometrische neutrale lijn tussen de N en de S belangrijkste magnetische polen, commutatiewikkeling en ankerwikkeling in serie, opgewonden door ankerstroom, de richting gegenereerd door de commutatiepool is tegengesteld aan de richting van de magnetomotorische kracht van het anker, naast het overwinnen van de magnetomotorische kracht van de ankerreactie, wordt ook het magnetische commutatieveld Bk tot stand gebracht in de luchtspleet waar het commutatie-element zich bevindt, snijdt het commutatie-element Bk af, en wordt de elektromotorische kracht ek geïnduceerd, en de richting van ek is tegengesteld aan de richting van er+ea, wat het effect van er+ea tegengaat en verbetert de afkoop.
Omdat er+ea evenredig is met de ankerstroom, moet het magnetische veld van de commuterende pool dat ek genereert ook evenredig zijn met de ankerstroom, zodat de commuterende wikkeling in serie staat met de ankerwikkeling en het magnetische commuterende circuit niet verzadigd mag zijn. Gewoonlijk wordt een niet-magnetische regelplaat met de juiste dikte tussen het juk en de commutatorpoolkern gestoken om de onverzadiging van het magnetische commutatorcircuit te handhaven.
Momenteel zijn DC-motoren boven 1 kW uitgerust met commutatorpolen.
2. Kies de juiste borstel
De aanwezigheid van contactweerstand tussen borstel en commutator kan de extra stroom verminderen en de commutatie verbeteren. DC-motoren maken geen gebruik van metalen borstels met een kleine contactweerstand, maar van kool- en grafietborstels. U kunt echter niet naar believen een borstel met een grote weerstand kiezen, anders zal de contactspanningsval tussen de borstel en de commutator toenemen, zal de commutator meer warmte genereren en zal het energieverlies groot zijn.
3. Compenserende wikkeling
De commuterende pool overwint de invloed van het magnetische veld van de ankerreactie waar het commuterende element zich bevindt, en de ankerreactie buiten dit punt bestaat nog steeds. Als het effect erg sterk is, zal de magnetische flux aan beide zijden van de magnetische pool verschillende effecten hebben. Als de magnetische fluxdichtheid van de poolschoen hoog is, is de spanning van de ankerwikkeling onder dit onderdeel te hoog en is het spanningsverschil tussen de ermee verbonden commutatorplaat te groot en worden er vonken gegenereerd. Op dit moment wordt de compensatiewikkeling in serie geplaatst met de ankerwikkeling op de poolschoen van de magnetische hoofdpool, en vloeit de ankerstroom door de compensatiewikkeling, waardoor de ankerreactie volledig kan worden geëlimineerd. Compensatiewikkelingen worden eigenlijk alleen gebruikt in grote gelijkstroommotoren.
4. Verplaats de borstelpositie
Bij gelijkstroommotoren met een kleine capaciteit zonder geïnstalleerde commutatorpool kan de commutatie worden verbeterd door de borstel onder een geschikte hoek weg te bewegen van de geometrische neutrale lijn. Voor de generator beweegt de borstel langs het anker en omgekeerd voor de motor. Daarom verlaat het commuterende element de geometrische neutrale lijn en komt de magnetische hoofdpool binnen, en de magnetische hoofdpool vervangt de magnetische commuterende pool. De geïnduceerde elektromotorische kracht ef en er zijn even groot en tegengesteld in richting en heffen elkaar op om het doel van het verbeteren van de commutatie te bereiken.
Het nadeel van deze methode is dat nadat de borstel de geometrische neutrale lijn heeft verlaten, de magnetomotorische kracht op de directe as van het anker zal worden gegenereerd die het magnetische hoofdveld heeft gedemagnetiseerd. Ten tweede zou ef, aangezien er verandert met de grootte van de lading, ook moeten veranderen met de grootte van de lading, wat vereist dat de hoek van de borstelbeweging verandert met de grootte van de lading, wat onmogelijk is. Daarom is deze methode alleen geschikt voor motoren met weinig belastingverandering.
De bovenstaande analyse is gebaseerd op het volledige contact tussen het commutatoroppervlak en de borstel. Maar het werkelijke oppervlak van de commutator is altijd onmogelijk om erg rond te zijn, en er is stof, de borstel van de snelle DC-motor heeft nog steeds pulsatie, vooral de spoorwegmotor zelf heeft ook trillingen. Voor deze gelegenheden wordt vaak gehoopt dat het ontwerp van de commutatie-elektromotorische kracht groter is. De gelijkstroommotor met sterk veranderende belasting moet ook worden ontworpen met een grotere commuterende elektromotorische kracht.