Главная Машины переменного тока



ротора. В случае, когда добавочная э. д. SiEi, фазный угол ф) уменьшается и cos ф1 НИИ э. д. с. Ядбб от S)£"2 COS ф1 понижается.

Необходимые для возбуждения вра-вцающегося магнитного поля со стороны статора и ротора реактивные мощности

Ppi=tnt/iiEi и Рр2=т,/о£25,

тде E2=Ei - приведенная к обмотке статора э. д. с. фазы обмотки ротора. При S<\; Pf2<Ppu т. е. при 5<1, магнитное поле выгоднее создавать со стороны ротора, так как при этом требуется меньшая реактивная мощность. Поэтому в коллекторных машинах чаще возбуждение вращающегося поля осуществляется токами обмотки ротора.

В случае, когда добавочная э. д. с. доб сдвинута относительно э. д. с. SE2 на угол а±я/2, происходит одновременное регулирование частоты вращения ротора (скольжения S) и коэффициента мощности cos<pi. Э. д. с. Ядоб следует разложить на две составляющие £доб и Е"цоб (рис. 37.3), одна из которых Ядоб при неизменном тормозном моменте изменит скольжение (S2<Si), а вторая составляющая E"jio6 вызовет изменение угла сдвига фаз ф1 между Ui и /ь

с. Ядоб опережает э. д. с, возрастает. При отстава-


Рис. 37.3. Векторная диаграмма для фазы двигателя при введении добавочной.э. д. с, сдвинутой относительно э. д. с. SiEj на угол adbnj2

§ 37.2. Коллектор как преобразователь частоты ифазы

Введение в цепь ротора добавочной э. д. с. дает возможность экономично (без дополнительных потерь) регулировать частоту вращения ротора и коэффициент мощности двигателя. Так как частота добавочной э. д. с. должна быть всегда равной частоте скольжения f2-$fu то возникает необходимость в преобразователе частоты, в качестве которого используется коллектор. Для этого обмотка ротора выполняется аналогично обмоткам машин постоянного, тока двухслойной (обычно с диаметральным шагом) и выводится на коллектор (рис. 37.4). Каждой паре полюсов в трехфазной машине соответствуют три комплекта щеток {а,Ь,с), помещенных на коллекторе под углом 120 эл. град. Если такой ротор помещен во вращающееся магнитное поле, угловая частота которого Qi = 2nni/60, а частота вращения ротора Й2=2яп2/60, то в каждом витке ротора будет индуктирована э. д. с. частоты скольжения f2=Sfi. В обмотке статора вращающееся магнитное поле индуктирует э. д. с. частоты fy. Так как между любой парой щеток.



например а-b, всегда включено одно и то же число витков, опре» деленным образом ориентированных в пространстве, то вращающееся магнитное поле пересекает виток, соединенный со щеткой 6, одновременно с первым витком фазы статора, а последний виток этой фазы - одновременно с витком обмотки ротора, соединенным с щеткой а, независимо от того, вращается ротор или нет. Следовательно, э. д. с. на щетках а-b и в обмотке статора А-В совпадают по фазе и меняются во времени с одной и той же частотой, определяемой частотой вращения поля йь Таким образом, частота


Dcb Вращаю-поля

Статор

Рис. 37.4. Принцип действия трехфазной коллекторной машины

э. д. с. на щетках не зависит от частоты вращения ротора, от кото* рой зависит лишь амплитуда этой э. д. с. При синхронной частоте ротора Q2=Qi проводники обмотки ротора не пересекаются вращающимся магнитным полем и э. д. с. на щетках равна нулю. При частоте вращения ротора большей частоты поля 5<0 и э. д. с. на щетках изменяет фазу на 180°.

Аналогично мох<но установить, что при подключении щеток а, Ь, с к трехфазной сети источника с частотой тока fi в обмотке вращающегося ротора будет протекать ток и индуктироваться э. д. с. с частотой скольжения. Если щетки на коллекторе сдвинуть на некоторый угол а против направления вра.щения поля, то проводники обмотки ротора будут пересекаться линиями вращающегося поля раньше соответствующих проводников обмотки статора. Следовательно, э. д. с. обмотки ротора и на щеткахКоллектора будут опережать по фазе э. д. с. соответствующей фазы статора. При сдвиге щеток в обратном направлении э. д. с. ротора и на щетках будут отставать от фазной э. д. с. статора. Таким образом, поворот щеток на коллекторе вызывает изменение фазы э. д. с. ротора, что приводит к изменению фазового сдвига фь



в коллекторных машинах переменного тока коллектор даег возйожность соединять обмотку вращающегося ротора, в витках которой индуктированы э. д. с. частоты, скольжения /г. с внешней неподвижной цепью частота э. д. с. которой fi, и вводить в цепь ротора добавочную э. д. с. Ядоб.для регулирования частоты вращения ротора и со8ф1, т. е. коллектор является преобразователем частоты и фазы.

§ 37.3. Трехфазные коллекторные двигатели параллельного возбуждения

В- трехфазных коллекторных машинах цепь ротора для введения в нее добавочной э. д. с. включается параллельно с цепью статора. Среди различных типов коллекторных двигателей параллельного возбуждения особенно широкое распространение получил, двигатель с питанием со стороны ротора. Как было показано выше,, для возбуждения вращающегося магнитного поля при питании двигателя сО стороныротора требуется меньшая реактивная мощность, чем при питании его со стороны статора. Схема коллекторного двигателя параллельного возбуждения с первичной обмоткой,, расположенной на роторе, изображена на рис. 37.5. На роторе двигателя расположена первичная обмотка 1, которая через контактные кольца включается в трехфазную сеть переменного тока.. В верхней части тех же пазов ротора размещается вспомогате.ць-пая обмотка 2, соединенная с коллектором. Каждая фаза вторичной обмотки 8, располагаемой на статоре, соединяется с двумя системами щеток, установленных на коллекторе. С помощью вспо-могателйной коллекторной обмотки 2 в обмотку статора 3, являющуюся вторичной цепью двигателя, вводится добавочная э. д. с Ядоб- При совмещении щеток а и 6 с осями фаз статора /, II, III добавочная э. д. с. равна нулю (£доб=0) и двигатель работает как. обычный короткозамкнутый асинхронный с питанием его со стороны ротора. Если щетки каждой фазы симметрично раздвигать, в обе стороны от осей /, II, III, то во вторичной цепи будет индуктирована добавочная э. д. с. Ядоб, находящаяся в фазе или противофазе с э. д. с. SEj3p6- Значение э. д. с. Ядоб определяется углом-, раз движения щеток.

При сдвиге щетки а влево от оси" /, а щетки b - вправо (рис. 37.6, а), э. д. с. Едоб и SE2 в контуре вторичной обмотки направлены встречно, что вызовет уменьшение частоты вращения ро- тора. Если щетку b сдвинуть влево от оси /, а щеткуа -вправо (рис. 37:6, б), то э. д. с. Ядоб и SE2 окажутся в фазе, что вызовет увеличение частоты. При частоте вращения ритора, большей частоты вращения поля (n2>ni). т. е. при отрицательном скольжении, э. д. с. SE2 изменит свое направление и будет действовать встречно э. д. с. Ядоб- Если щетки а и b сдвинуты несимметрично относительно оси обмотки статора / (рис. 37.6, в), то э. д. с. Ядоб опережает э. д. с. SE2, что повышает соЗф двигателя. Наоборот, при перемещении щетки а на больший угол относительно оси /, чем щетку Ь,.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [56] 57 58 59 60


0.0471