2.4 Визначення ступеня іскріння колекторних машин

Ступінь іскріння (sparking; brush sparking) машин постійного струму та колекторних машин (commutator machine) змінного струму оцінюється за ступенем іскріння під збігаючим краєм щітки. Стандарт передбачає п’ять можливих ступенів іскріння: 1, 1^1/4, 1^1/2, 2 і 3 (таблиця 2.1). Як правило, ступінь іскріння електричних машин за номінального режиму роботи не перевищує 1^1/2.

Методи оцінювання комутації можна поділити на фотографічні, фотоелектричні, з реєструванням рівня радіоперешкод, з вимірюванням напруги під збігаючим краєм щітки та реагуючі на імпульсні напруги комутаційної реакції якоря.

До першої групи методів належать:

– візуальне оцінювання за вказаними критеріями;

– фотографування іскріння з подальшим його оцінюванням;

– метод світлового клину, який дозволяє оцінити ступінь іскріння за його яскравістю відповідно до щільності світлофільтра, який використовується.

Фотоелектричні прилади складаються з фотодавача (photodetector; photosensor), каналу передавання інформації, фотопідсилювача та реєстраційного приладу, роль якого можуть відігравати стрілкові індикатори та осцилографи (oscilloscope). Фотодавачі закріплюються поблизу щіток, тому повинні бути заходи зі зменшення впливу на їхню роботу вібрації та теплоти. Крім того їх потрібно екранувати від зовнішніх джерел світла.

Таблиця 2.1 – Ступені іскріння машин постійного струму

Ступінь іскріння (клас комутації)	Характеристика ступеня іскріння	Стан колектора і щіток
1	Відсутність іскріння (темна комутація)	–
1^1/4	Слабке іскріння під невеликою частиною щітки	Відсутність почорніння на колекторі й нагару на щітках
1^1/2	Слабке іскріння під великою частиною щітки	Поява почорніння на колекторі, яке легко усувається протиранням поверхні колектора бензином, а також слідів від нагару на щітках
2	Іскріння під усім краєм щітки (допускається тільки для короткочасних поштовхів, навантаженнях та перевантаженнях)	Поява почорніння на колекторі, яке не усувається протиранням колектора бензином, а також слідів від нагару на щітках
3	Значне іскріння під усім краєм щітки з наявністю великих іскор та іскор, що вилітають (допускається тільки для моментів прямого вмикання або реверсування машин, якщо при цьому колектор та щітки залишаються в придатному для подальшої роботи стані)	Значне почорніння на колекторі, яке не усувається протиранням поверхні колектора бензином, а також підгоряння та руйнування щіток

Комутація супроводжується радіоперешкодами в діапазоні частот (1000¸3000) Гц, причому погіршення комутації (підсилення іскріння) призводить до підвищення рівня радіоперешкод. Отже, вимірювання радіоперешкод у зоні щіткового контакта (brush collector; brush contact) дозволяє оцінити ступінь іскріння.

До недоліків цього методу відносять залежність рівнів радіоперешкод від частоти обертання машини та від зовнішніх радіоперешкод, які є в живильній мережі.

Прилади, які вимірюють напругу під збіжним краєм щітки, дозволяють отримати графік (потенціальну криву), за виглядом якої можна робити якісні висновки про характер комутації. Для проведення цих вимірювань потрібна установка на колекторі додаткової (вимірювальної) щітки. У деяких випадках може вимірюватись напруга під набіжним краєм щітки.

Під час комутації не завжди можна помітити іскріння, однак, воно може супроводжуватись імпульсною напругою, значення якої сягає декількох десятків вольт. Ця напруга збільшується під час погіршення комутації. Для проведення вимірювань потрібно встановити на колекторі додаткову щітку. Прилади дозволяють проводити дистанційне вимірювання, досліджувати динамічні режими й мало залежать від зовнішнього впливу.

До даної групи належать прилади, які вимірюють імпульсну складову поля комутаційної реакції якоря на головних полюсах. В цьому випадку замість додаткової щітки на колекторі потрібна додаткова (вимірювальна) обмотка на головних полюсах.