Попов / Попов билеты / 33

 ОДНОЯКОРНЫЕ 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; N_l, 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/a_i) = k_T                   (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 k_T, получаем: U₁k_T=Ε₁k₁ + Ι₁R₁Κ_T или Ε₁k_T = Ε₂ = = (U₁ —I₁ R₁ )k_T

Подставляя полученное выражение (11.58),  запишем

U₂ = U₁к_T-(I₁R₁k_т + 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).