DCモーターの整流を改善する方法

DC モーターの整流を改善するには、いくつかの方法があります。
1.反転ポールを取り付ける
現時点で最も効果的な方法は反転ポールを設置することです。 整流素子における整流に対するリアクタンス起電力と切断起電力の悪影響を排除するために、整流極が使用され、その鉄心を整流極鉄心と呼び、整流極はN-S間の幾何学的中性線上に設置されます。主磁極、整流巻線と電機子巻線が直列であり、電機子電流によって励磁され、整流極によって発生する方向は電機子起磁力の方向と逆であり、電機子反作用起磁力に打ち勝つことに加えて、整流磁界Bkも確立されます。転流要素が配置されているエアギャップでは、転流要素が Bk を切断し、転流起電力 ek が誘起され、ek の方向は er+ea の方向と逆になり、er+ea の効果が打ち消されます。転流性が向上します。
er+ea は電機子電流に比例するため、ek を発生させる補極磁界も電機子電流に比例するはずです。そのため、整流巻線は電機子巻線と直列になり、整流磁気回路が飽和してはなりません。 通常、ヨークと整流子磁極コアとの間には、整流子磁気回路の不飽和を保つため、適切な厚さの非磁性の規制板が挿入される。
現在、1kWを超えるDCモーターには整流子極が装備されています。
2. 適切なブラシを選択します
ブラシと整流子の間に接触抵抗が存在すると、追加の電流が減少し、整流が向上します。 DCモーターには接触抵抗の小さい金属ブラシを使用せず、カーボンブラシやグラファイトブラシを使用します。 ただし、抵抗値の大きいブラシを自由に選択できません。ブラシと整流子間の接触電圧降下が大きくなり、整流子の発熱が大きくなり、エネルギー損失が大きくなります。
3. 補償巻線
整流極は、整流要素が配置されている場所での電機子反作用磁界の影響を克服し、この点の外側の電機子反作用は依然として存在します。 その影響が非常に強い場合、磁極の両側の磁束が様々な影響を及ぼします。 ポールシューの磁束密度が高いと、この部分の下にある電機子巻線の電圧が高くなり、それに接続されている整流子板との電圧差が大きくなりすぎて火花が発生します。 このとき、主磁極の磁極片には補償巻線が電機子巻線と直列に設置され、補償巻線に電機子電流が流れるため、電機子反力を完全になくすことができます。 補償巻線は実際には大型 DC モーターでのみ使用されます。
4.ブラシ位置を移動する
整流子極が設置されていない小容量 DC モーターでは、適切な角度でブラシを幾何学的中性線から遠ざけることで整流を改善できます。発電機の場合、ブラシは電機子に沿って動き、モーターの場合はその逆です。 したがって、整流要素は幾何学的中性線を離れて主磁極に入り、主磁極が整流磁極に置き換わります。 誘導起電力 ef と er は大きさが等しく、方向が逆であるため、互いに打ち消し合い、転流を改善するという目的を達成します。
この方法の欠点は、ブラシが幾何学的中性線を離れた後、主磁界を減磁する直軸電機子起磁力が発生することです。 第二に、er は負荷のサイズに応じて変化するため、ef も負荷のサイズに応じて変化する必要があります。そのためには、負荷のサイズに応じてブラシの移動角度を変更する必要がありますが、これは不可能です。 したがって、この方法は負荷の変化が少ないモーターにのみ適しています。
上記の分析は、整流子の表面とブラシの間の完全な接触に基づいています。 しかし、整流子の実際の表面は常に真円にすることは不可能であり、塵があり、高速直流モーターのブラシには依然として脈動があり、特に鉄道モーター自体にも振動があります。 このような場合には、転流起電力を大きく設計することが望まれることがよくあります。 負荷が急激に変化する DC モーターも、より大きな整流起電力を考慮して設計する必要があります。