Основным недостатком коллекторных машин переменного тока является плохая коммутация. Механический преобразователь частоты коллектор в этих машинах работает в режиме преобразования переменного тока в переменный ток регулируемой частоты. Непосредственное преобразование переменного тока в переменный ток другой частоты без промежуточного звена постоянного тока осуществляется довольно сложно, как в механическом преобразователе частоты, так и в полупроводниковом преобразователе частоты.
Трехфазные коллекторные двигатели.
Трехфазный коллекторный двигатель с параллельным возбуждением с двойным комплектом щеток (двигатель Шраге).
Трехфазный коллекторный двигатель по принципу действия представляет собой асинхронный двигатель, во вторичную цепь которого для регулирования скорости вращения с помощью коллектора вводится добавочная э. д. с. Ед частоты скольжения.
Коллектор при этом служит для преобразования частоты сети f1 в частоту скольжения f2 = s*f1. В трехфазном коллекторном двигателе с параллельным возбуждением устройство для получения э. д. с. Ед соединено параллельно (электрически или электромагнитно) с первичной цепью двигателя, и механические характеристики этого двигателя подобны характеристикам двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.
Наиболее широкое распространение имеет трехфазный двигатель с параллельным возбуждением с двойным комплектом щеток, предложенный в 1910 г. почти одновременно немецкими электротехниками X. Шраге и Р. Рихтером. В этом двигателе (рис. 1) трехфазная первичная обмотка расположена на роторе и питается от сети (зажимы A1, В1, С1) через контактные кольца, а фазы вторичной обмотки 2 расположены на статоре. Источником добавочной э. д. с. Ед является добавочная обмотка ротора, которая расположена в общих пазах с первичной обмоткой /, по своему устройству аналогична якорной обмотке машины постоянного тока и соединена с коллектором К (на рис.1 эта обмотка не показана). С помощью щеток al—а2, b1 - b2 и c l—с2 добавочная обмотка соединяется со вторичной обмоткой 2. Намагничивающий ток первичной обмотки 1 создает магнитный поток Ф, который вращается относительно ротора со скоростью n=f1/p и индуктирует в первичной и добавочной обмотках э. д. с. частоты f1 , а во вторичной обмотке—э. д. с. частоты f2 = s*f1. Величина вводимой во вторичную цепь добавочной э. д. с. Ед пропорциональна длине дуги коллектора между щетками данной фазы (например, b1,b2). Вторичный ток I2 протекает по вторичной обмотке 2 с частотой f2 и по добавочной обмотке ротора с частотой f1. Преобразование частоты тока f1 в частоту f2 производится коллектором.
Для регулирования величины э. д. с. Ед и изменения ее направления щетки al, b1, cl присоединяются к одной, а а2, b2, с2 — к другой подвижной щеточной траверсе. Траверсы в свою очередь посредством зубчатой или иной передачи соединены со штурвалом или исполнительным двигателем, с помощью которых траверсы и щетки можно перемещать относительно друг друга в противоположных направлениях, (рис2). Щетки обеих траверс расположены на коллекторе со сдвигом в осевом направлении и могут заходить друг за друга.
В случае рис. 2, а скорость двигателя ниже синхронной (n<n1) э. д. с. Eд' направлена навстречу вторичной э. д. с. E2's и активная составляющая тока I2' направлена согласно с э. д. с. вторичной обмотки Е2's = sЕ'2 (рис.3, а). При этом мощность скольжения передается из вторичной обмотки в добавочную и из нее через магнитное поле трансформаторным путем в первичную обмотку. Если щетки b1 и b2 на рис.2, а будем сближать друг с другом, то Е'д станет уменьшаться и скорость n увеличиваться. При совмещении щеток b1 и b2 (рис.2, б и рис.3,- б) Е'д= 0 и машина работает в режиме обычного асинхронного двигателя, с небольшим положительным скольжением s. Если, далее, щетки раздвинем в противоположных направлениях (рис.2, в и рис.3, в), то э. д. с. Е'д будет вводиться во вторичную цепь в обратном направлении и скорость двигателя станет выше синхронной. При этом мощность скольжения будет потребляться добавочной обмоткой из первичной обмотки и передаваться во вторичную обмотку. При фиксированном положении щеток механические характеристики двигателя М=f(n) подобны тем же характеристикам обычных асинхронных двигателей.На рис.3 первичный ток I1 представлен в виде суммы трех составляющих:
i1= im+(- i'2)+(- i'д)
где I2' — приведенный к первичной обмотке ток вторичной обмотки, а I'д — приведенный к первичной обмотке ток добавочной обмотки ротора. Следует иметь в виду, что неприведённые токи Iд = I2.
На рис.2 щетки b1 и b2 во всех положениях расположены симметрично
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
