Величина напруги між сусідніми колекторними пластинами в машинах постійного струму визначає можливість утворення при роботі машини потенційного іскріння на колекторі у вигляді дрібних електричних дуг, які можуть виникати між цими пластинами при певній напрузі. У зв’язку із цим необхідно знати, від яких факторів залежить ця напруга, щоб при проектуванні машини передбачити заходи для її обмеження.
При виводі виразу для напруги між сусідніми колекторними пластинами розглянемо рис. 4.3, на якому представлені розгортка частини обмотки якоря з колектором і крива розподілу магнітної індукції під полюсом на дузі полюсного кроку τ2 при холостому ході машини.
де ωc2 — число витків у секції; Вδх — індукція у повітряному проміжку у точці х, яку провідник секції перетинає в даний момент, Т. При постійній швидкості v2 обертання якоря е.р.с. у секції пропорційна індукції в повітряному проміжку: е≡Bδx.
Найбільша е.р.с. однієї секції обмотки якоря
Напруга (В) між сусідніми колекторними пластинами при холостому ході машини і різних типах обмотки якоря визначається наступними співвідношеннями:
а) у випадку простої петлевої обмотки якоря, у якої число паралельных віток 2а = 2р, до сусідніх колекторних пластин підходить початок і кінець однієї й тієї ж секції, тому
б) у випадку простої хвильової обмотки, у якої число паралельних віток 2а=2, до сусідніх колекторних пластин підходять початок першої і кінець р-ї секції, з’єднаних послідовно, тому напруга між пластинами
Таким чином, незалежно від типу обмотки якоря найбільша напруга між сусідніми колекторними пластинами uк.макс визначається рівнянням (4.9) або (4.10). Щоб уникнути утворення дрібних електричних дуг між цими пластинами при роботі машини через пробій проміжку між ними напруга uк.макс у малих машинах постійного струму повинна бути меншою 30 В.
Як показують рівняння (4.9) і (4.10), основним засобом зменшення напруги uк.макс між сусідніми колекторними пластинами при заданій напрузі U машини є вибір більшого числа K колекторних пластин при проектуванні машини.