Попов / Попов билеты / 33
.docxОДНОЯКОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Одноякорные преобразователи представляют собой комбинацию генератора и электродвигателя, смонтированных в одной машине (рис. 11.25). Обмотки якоря преобразователя низшего и высшего напряжений заложены в одни и те же пазы и подведены соответственно к коллекторам низшего и высшего напряжений. Магнитная система обмоток высшего и низшего напряжений общая и возбуждается параллельной или компаундной обмоткой, подключенной к щеткам низшего напряжения. Соотношение между ЭДС, наводимыми в якорных обмотках, определяется следующим образом:
(11.55)
где а1, а2 — число параллельных ветвей соответствующих обмоток якоря; Nl, N2 — число активных проводников этих
Рис. 11.25. Принципиальная схема одноякорного преобразователя
обмоток; p — число пар полюсов; n — частота вращения; Φ—общий магнитный поток. При этом отношение
E2/E1=(N2/a2)/(N1/ai) = kT (11.56)
является коэффициентом трансформации.
В рассматриваемом преобразователе результирующий магнитный поток Φ мало изменяется с изменением нагрузки. Это объясняется тем, что реакция якоря весьма незначительна и почти не сказывается на рабочем процессе преобразователя. В генераторах ЭДС Е2 и ток I2, протекающий по якорной цепи, имеют одинаковые направления. В двигателе ЭДС Ε1 и ток I1 имеют противоположные направления. Таким образом, токи, проходящие по первичной и вторичной обмоткам одноякорного преобразователя, имеют различные направления, вследствие чего поля реакции якоря, создава-мые этими токами, взаимно компенсируются и основной магнитный поток Φ остается примерно постоянным.
Так как стороны низшего и высшего напряжений имеют общую магнитную систему, то изменить вторичное напряжение путем изменения тока в параллельной обмотке возбуждения преобразователя нельзя. Вторичное напряжение зависит от падений напряжения в первичной и вторичной обмотках якоря, а также от первичного напряжения.
Действительно, для первичной обмотки, играющей роль обмотки двигателя, можно записать:
U1=Ε1+Ι1R1. (11.57)
Соответственно для вторичной обмотки, играющей роль обмотки генератора,
U2 = E2-I2R2. (11.58)
Умножив уравнение (11.57} на коэффициент трансформации kT, получаем: U1kT=Ε1k1 + Ι1R1ΚT или Ε1kT = Ε2 = = (U1 —I1 R1 )kT
Подставляя полученное выражение (11.58), запишем
U2 = U1кT-(I1R1kт + I2R2)· (11.59)
При рассмотрении уравнения (11.59) можно сделать следующие выводы. Здесь не фигурирует частота вращения п, т. е. вторичное напряжение не зависит от частоты вращения, следовательно, оно не зависит и от тока возбуждения, который определяет значение п. При увеличении нагрузки и постоянном напряжении U1= const, вторичное напряжение U2 уменьшается, так как при увеличении нагрузки возрастают токи I1 и I2 и соответствующие падения напряжения в обмотках якоря. Недостатком рассматриваемых преобразователей является их низкий КПД (0,5...0,3 мощности порядка 1 кВт).