возбуждения весьма затруднена. Синхронные генераторы нормал*ь-ной конструкции выпускают на частоту до 400 Гц. Для частот выше 400 Гц нормальная конструкция становится неприемлемой, и здесь находят применение генераторы с постоянными магнитами и генераторы индукторного типа, не имеющие обмотки на роторе..

§ 38.2. Одноякорный преобразователь

Устройство и принцип действия. Одноякорный преобразователь (рис. 38.1) представляет собой конструктивное объединение машины постоянного тока и синхронной и отличается от машины посто*

Рис. 38.1. Одноякорный преобразователь

янногб тока наличием контактных колец /, насаженных на вал якоря 2 со стороны, противоположной коллектору 8.

На рис. 38.2 показана схема двухполюсного трехфазного преоб- разователя, у которого напряжение на щетках + я - равно напряжению постоянного тока Ua, а напряжение на контактных кольцах к равно напряжению переменного тока U. Число контактных колец т в многофазных системах равно числу фаз т; для однофазной системы m=il, а т=2. Число пар параллельных ветвей обмотки а, и к каждому кольцу присоединяют а равнопотенциальных точек, т. е. кольца являются своего рода уравнительными соединениями первого рода для обмотки постоянного тока, которая обычно выполняется петлевой, и только для небольших мощностей ее выполняют- волновой. Обмотки якоря присоединяют к контактным кольцам и к кoлJ.Ieктopy. Для улучшения коммутации одноякорные преобразователи снабжены дополнительными полюсами.

Если при возбужденных полюсах привести- во вращение посторонним двигателем якорь преобразователя, т.о в обмотке якоря бу-

дет наводиться переменная э. д. с, которую можно снять с контактных колец, а на щетках, расположенных на коллекторе, - постоянная э. д. с, как в машинах постоянного тока. Такую машину называют генератором двойного тока.

Если к контактным кольцам подвести переменный ток, то машина со стороны переменного тока будет работать двигателем а со стороны постоянного тока - генератором. В этом случае будет происходить процесс преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока в одном якоре.

Рис. 38.2. Принципиальная схема двухполюсного трехфазного одноякорно-го преобразователя

Рис. 38.3. Определение фазной э. д. с:

а - расположение векторов э. д. с. катушечных сторон; б - образование замкнутого многоугольника из векторов э. д. с. катушечных сторон в пределе, переходящего в окружность

Если К щеткам одноякорного преобразователя подвести постоянный ток, тогда машина со стороны .коллектора будет работать двигателем, а со стороны колец - генератором переменного тока.

Пуск преобразователя возможен со стороны постоянного и переменного тока. При пуске со стороны постоянного тока (при наличии источника питания) якорь преобразователя разгоняется до синхронной частоты и включается в сеть переменного тока, предварительно отключив питание со стороны постоянного тока.

Пуск со стороны переменного тока производится одним из известных способов; чаще всего применяется асинхронный пуск синхронного двигателя.

Соотношение э. д. с. и напряжений. Соотношение между постоянной э. д. с. Ел и переменной Е найдем следующим образом. Если £кат.с1 (рис. 38.3, а) - э. д. с. катушечной стороны, расположенной в первом пазу, то э. д. с. кат.сг катушечной стороны, расположенной во втором пазу, смещена на угол а, и. т. д. Все векторы катушечных сторон, принадлежащих одной паре параллельных ветвей, образуют замкнутый многоугольник, который в пределе переходит в окружность (рис. 38.3, б). Диаметр этой окружности Ед равен э. д. с. одной параллельной ветви постоянного тока, а хорда Ет

равна амплитуде э. д. с. переменного тока при/п контактных кольцах. Очевидно, что

£„=2 • О.бЯд sin [2я/(2т)]

и действующее значение Е=Ет1]/ 2, откуда

E=--Ejxsm - \ Y2

для трехфазной системы т=!Ш=3 и

3= 13" fд/21/2"= 0,613д;

(38.1) (38.2)

(38.3)

Рнс. 38.4. Векторная диаграмма фазных и линейных токов

Рис. 38.5. Кривые изменения токор (д. * . на протяжении периода

ДЛЯ однофазной системы т=2и

(38.4)

Данные соотношения получены для синусоидального распределения магнитного поля машины. Как будет показано далее, реакция якоря одноякорного преобразователя мала, и напряжение мало отличается от э. д. с. Поэтому при преобразовании переменного тока в постоянный

UIUji\,02EIEn; (38.5)

при преобразовании постоянного в переменный

UalUc=:il,02EalE. (38.6)

Соотношение токов. При преобразовании переменного тока в постоянный можно написать равенство

; т7/ф,зЛсозф=/д/д, (38.7)

где ф - угол между напряжением U и фазным током /фаз, f] - к. п. д. преобразователя, откуда

/ф=/д/д/(т£/г1со5ф). (38.8)

Так как обмотка якоря всегда соединена . многоугоьником-и непосредственно измерить легко только линейный ток /д, то, вос-1ольэовавшись полученным из рис. 38.4, соотношением /л==