Электромашинные преобразователи

Рассмотрим типичные примеры электромашинных преобразователей, обратившись к рис. 2.4.5.

На рис. 2.4.5,а показан двигатель-генератор – агрегат, состоящий из асинхронного трехфазного двигателя 1 с короткозамкнутым ротором и генератора постоянного тока 2 с параллельным возбуждением. Роторы двигателя и генератора механически соединены, на что указывает линия механической связи 3. Двигатели-генераторы применяются все реже, так как они весьма успешно вытесняются полупроводниковыми выпрямителями, например кремниевыми.

Рис. 2.4.5 Электромашинные преобразователи

Если необходимо иметь в сети частоту, отличную от промышленной (50 Гц), например 400 или 200 Гц, для питания многооборотного электроинструмента, то используют агрегат, состоящий из асинхронного двигателя 1 (рис. 2.4.5,б) и преобразователя частоты (например, 50 / 200 Гц) 4. К ротору преобразователя подведено питание от сети 50 Гц; со статора снимается напряжение повышенной частоты, в нашем примере 200 Гц.

В ряде случаев, располагая источником постоянного тока напряжением, скажем 220 В, нужно получить постоянный ток другого напряжения, например 24 В, причем цепи 220 и 24 В должны быть взаимно изолированы. Тогда применяют преобразователь напряжения постоянного тока с двумя независимыми обмотками на роторе 7 и 8 (рис. 2.4.5,в). В цепь обмотки возбуждения 6 введен реостат 5 без разрыва цепи.

На рис. 2.4.5,г показан одноякорный преобразователь постоянно-переменного тока трехфазный. Он представляет собой машину постоянного тока с дополнением в виде контактных колец, насаженных на вал якоря со стороны, обратной коллектору. В нашем примере преобразуется трехфазный переменный ток (3~), поэтому число колец равно трем. Но кольца обычно не показывают, ограничиваясь тремя выводами. Однако щетки 9 коллектора показывать надо. Если же хотят показать не только щетки для съема постоянного тока, но и щетки 10 на кольцах, то и это можно сделать так, как показано на рис. 2.4.5,г снизу.

2.5 Трансформаторы, автотрансформаторы, выпрямители Трансформаторы

За основу построения обозначений трансформаторов и автотрансформаторов принимаются обозначения обмоток, магнитопроводов (сердечников), корпуса, экрана, регулирования, а также обозначения видов соединения обмоток.

Обмотки. В схемах электроснабжения обмотки обычно обозначают в виде окружности 1 (рис. 2.5.1,а). В других случаях обмотки изображают полуокружностями 2 – 5, причем количество полуокружностей и направление выводов не устанавливается (сравни 2 и 4). Точка (см. 3) указывает начало обмотки.

При изображении обмоток полуокружностями в них, если нужно, вписывают обозначения 13 – 23 вида соединения, приведенные на рис. 2.5.1,в, где под обозначениями, состоящими из черточек, помещены поясняющие схемы.

Рис. 2.5.1 Система построения обозначений трансформаторов и автотрансформаторов

Здесь: 13 – обмотка однофазная с двумя выводами; 14 – обмотка однофазная с двумя выводами и выведенной нейтральной (средней) точкой; 15 – соединение обмоток двух фаз в открытый треугольник (питание от сети трехфазного тока); 16 – три однофазные обмотки, каждая с двумя выводами; 17 – обмотка трехфазная, соединенная в звезду; 18 – то же с выведенной нейтральной (средней) точкой; 19 – обмотка трехфазная, соединенная в треугольник; 20 – обмотка трехфазная, три фазы соединены в разомкнутый треугольник; 21 – обмотка трехфазная, соединенная в зигзаг; 22 – обмотка шестифазная, соединенная в две обратные звезды; 23 – то же с выведенными раздельными (средними) точками.

Магнитопроводы. В схемах электроснабжения Магнитопроводы допускается не указывать, если это не вызывает недоразумений. В других случаях Магнитопроводы изображают, пользуясь для этого обозначениями 7 – 10, которые показаны на рис. 2.5.1,б. Здесь 7 – магнитопровод ферромагнитный (заметьте: раньше было другое обозначение: три тонкие черты, как бы представляющие листы стали, из которых набран магнитопровод. Затем магнитопровод изображали жирной линией. В настоящее время толщина линий, обозначающих магнитопровод и обмотку, одинакова);

8 – ферромагнитный магнитопровод с воздушным зазором. Небольшой воздушный зазор (величина которого фиксируется прослойкой из немагнитного материала) нужен в том случае, когда по обмотке проходит не только переменный, но и постоянный ток, который при отсутствии зазора мог бы насытить магнитопровод;

9 – магнитодиэлектрический магнитопровод. Магнитодиэлектрические магнитопроводы применяются при радиочастотах для уменьшения потерь на вихревые токи. В этих сердечниках ферромагнитные частицы разделены массой изоляционного материала;

10 – магнитопровод из немагнитного материала, например из меди или алюминия. Для немагнитного материала указывается химический символ металла. Например буквы Сu указывают на то, что магнитопровод медный. Магнитопровод из немагнитного материала играет такую же роль, как множество короткозамкнутых витков, введенных в магнитное поле обмотки. В немагнитном магнитопроводе наводятся вихревые токи, магнитное поле которых противодействует основному полю, чем достигается уменьшение индуктивности.

Корпус трансформатора или автотрансформатора, показанный на рис. 2.5.1,б под номером 12, изображают, если нужно показать, что к нему что-нибудь присоединено. например, на рис. 2.5.2,в показано, что с корпусом соединен экран. Корпус трансформатора приходится показывать и в некоторых схемах линейной защиты.

Экран обозначают тонкой штриховой линией 6 (рис. 2.5.1,а). Примеры экранирования приведены на рис. 2.5.2,в, где 5 – экранированный трансформатор без сердечника, причем буквы Fе (железо) и Сu (медь) указывают на материалы, с помощью которых выполнено экранирование [заметьте: раньше вместо этих букв писали соответственно Н и Е, указывая характер экранирования: электромагнитное (Н) и электростатическое (Е)]; 6 – экранирование между обмотками двухобмоточного трансформатора.

Рис. 2.5.2 Трансформаторы (примеры)

Обозначение регулирования 11 (рис. 2.5.1,б) используют в изображениях трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой.

Примеры обозначений трансформаторов даны на рис. 2.5.2. (Стрелки к обозначениям отношения не имеют: они в данном случае «связывают» изображения одного и того же трансформатора в разных формах) На рис. 2.5.2,а показаны однолинейное 1 и многолинейное 2 обозначения однофазного трансформатора с ферромагнитным сердечником (форма I). Магнитопровод подразумевается, и потому он не показан; 7 – изображение этого же трансформатора в форме II.

На рис. 2.5.2,б изображены трансформаторы: 3 – с ферромагнитным проводом, имеющим воздушный зазор; 4 – с немагнитным (медным) магнитопроводом; 8 – с магнитодиэлектрическим магнитопроводом; 9 – без магнитопровода.

Рис. 2.5.3 Автотрансформаторы (примеры)

На рис. 2.5.2,в: 5 – трансформатор без магнитопровода с общим экраном (форма II); 6 – с экраном между обмотками (форма I); 10 – с ферромагнитным магнитопроводом и экраном между обмотками. Экран присоединен к корпусу трансформатора.

Однофазный дифференциальный трансформатор 11 (в форме I сверху и в форме II снизу) показан на рис. 2.5.2,г. Вторичная обмотка имеет отвод от средней точки. Трансформатор питает двухполупериодный выпрямитель, состоящий из полупроводниковых диодов (вентилей) V1 и V2. Минусом выпрямителя служит средняя точка трансформатора. Жирные точки обозначают начала полуобмоток.

Однофазный трехобмоточный трансформатор 12 показан на рис. 2.5.2,д в схеме двухполупериодного выпрямителя с помощью кенотрона – двойного диода косвенного накала. Одна из вторичных обмоток трансформатора имеет средний вывод – он является минусом выпрямителя. К другим выводам присоединены аноды А (точки, обозначающие начала полуобмоток , опущены, так как и без них все ясно). Другая вторичная обмотка питает подогреватель П катода К. Трехобмоточный силовой трансформатор 13 показан на рис. 2.5.2,е в однолинейном (сверху) и многолинейном (снизу) изображениях.

Первичная, регулируемая, обмотка соединена в звезду. Одна из вторичных обмоток соединена в звезду с выведенной нейтралью, другая – в треугольник.