Механический выпрямитель

В машинах постоянного тока многофазная обмотка якоря через механический преобразователь частоты — коллектор — подключается к сети постоянного тока. Если не рассматривать коммутацию и привести многофазную обмотку якоря к двухфазной, то простейшую машину постоянного тока можно привести к схеме, показанной на 8.5.

В машинах постоянного тока многофазная обмотка якоря через механический преобразователь частоты — коллектор — подключается к сети постоянного тока. Если не рассматривать коммутацию и привести многофазную обмотку якоря к двухфазной, го простейшую машину постоянного тока можно привести к схеме, показанной на 7.5.

В машинах постоянного тока для выпрямления э. д. с. применяется коллектор, представляющий собой механический преобразователь, выпрямляющий переменный ток якорной обмотки в постоянный ток, проходящий через щетки во внешнюю цепь. Коллектор состоит из соединенных с витками обмотки якоря изолированных между собой пластин, которые, вращаясь вместе с обмоткой якоря, поочередно соприкасаются с неподвижными щет-

Дальнейшее развитие этот метод получил в измерителях сопротивления заземления с логометрическим измерительным механизмом, отклонение подвижной части которых определяется отношением токов в рамках, включенных в схему на место амперметра и вольтметра ( 14.9). Питание прибора осуществляется от генератора постоянного тока с ручным приводом через специальный механический преобразователь постоянного тока в переменный, позволяющий обеспечить в цепи заземлителей переменный ток, а в рамках логометра — постоянный.

Коллекторные машины переменного тока отличаются от асинхронных и синхронных машин тем, что имеют механический преобразователь частоты и числа фаз — коллектор, который соединен с обмоткой статора или ротора.

Недостатком машин постоянного тока является их относительно высокая стоимость, а также наличие скользящего контакта в виде щеток и коллектора. Механический преобразователь частоты — коллектор встроен в машину и составляет с ней единое целое. Наличие встроенного преобразователя частоты и определяет несколько более высокую стоимость машины постоянного тока по сравнению со стоимостью асинхронных и синхронных машин.

Коммутация в машинах постоянного тока осуществляется коллектором — механическим преобразователем частоты (см. 5.3). Коллектор или коммутатор может иметь и другие конструктивные исполнения. Например, коммутаторы выполняются на базе полупроводниковых элементов — транзисторов или тиристоров, известны коммутаторы, выполненные на база магнитоуправляемых контактов — герконов. Однако механический преобразователь частоты остается одним из наилучших по своим массо-габаритным, энергетическим и другим показателям.

Способ регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока путем изменения подводимого к якорю напряжения обеспечивает широкие пределы регулирования. Этот способ по существу сходен с частотным регулированием в машинах переменного тока, так как закон изменения напряжения и частоты близок к (//f=const и регулирование происходит при постоянном потоке. Механический преобразователь частоты — коллектор изменяет частоту переменного тока, протекающего в якоре, пропорционально напряжению, приложенному к обмотке якоря. Классической схемой регулирования частоты вращения за счет приложенного к якорю напряжения является схема генератор — двигатель ( 5.67). В этой схеме якорь генератора независимого возбуждения питает двигатель. Напряжение на генераторе Г и двигателе Д изменяется за

При рассмотрении обобщенной машины было отмечено, что в машине постоянного тока механический преобразователь частоты —• кол-лекто2 может быть заменен полупроводниковым преобразователем частоты на тиристорах или транзисторах, Вентильные двигатели — это

Второй период относится к 10—15-летней давности, когда стремительное развитие полупроводниковой техники, казалось, должно было вытеснить механический преобразователь частоты — коллектор и машины постоянного тока в классической конструкции не будут Выпускаться. Однако развитие электромашинё-строения опровергло эти предположения и сегодня выпускается свыше миллиона штук в год машин постоянного тока.

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. Непо-

Механический выпрямитель ВМ имеет разрезное кольцо, закрепленное на валу генератора посредством шпонки. Разрезное кольцо набрано из рабочих и холостых проводниковых пластин (ламелей), число которых равно числу полюсов машины. Пластины изолированы друг от друга прокладками. Ширина холостых пластин вместе с прокладками равна ширине щеток, к ко-

прибор; 5—(SACA, SAСV) — переключатель пределов; 6— (SACS) — переключатель «фаза — величина»; 7 — переключатель U, I; 8 — прижимной винт; ТА — токосъемная приставка; VD — диоды; Rt—RIl — резисторы; Т — трансформатор; Р — измерительный прибор; С1—СЗ — конденсаторы; Л1 — фазорегулятор (сельсин СС-405); YVS — механический выпрямитель

включается в цепь через изолирующий трансформатор ИТ и механический выпрямитель MB, имеем

включается в цепь через изолирующий трансформатор ИТ и механический выпрямитель MB, имеем

1 Выпрямление можно получить и при помощи изменяющегося во времени сопротивления резистора под воздействием того или иного внешнего фактора (цепь с пе-ременным параметром — см. приложение). Например, в практике применяют так называемый механический выпрямитель, который схематично представляет собой электромагнит, питаемый от источника переменного напряжения. Контакты электромагнита периодически замыкаются и размыкаются, создавая в рабочей цепи переменного тока, где они включены, эффект выпрямления.

1 Выпрямление можно получить и при помощи переменного во времени сопротивления, изменяющегося под воздействием того или иного внешнего фактора. Например, на практике применяют так называемый механический выпрямитель, который схематично представляет собой электромагнит, питаемый от независимого переменного напряжения. Контакты электромагнита периодически замыкаются и размыкаются, создавая в цепи переменного тока, где они включены, эффект выпрямления.

С помощью коллектора и щеток вращающаяся обмотка якоря машины соединяется с внешней электрической цепью. Если машина работает в генераторном режиме, то коллектор вместе с щетками, скользящими по его поверхности, представляют собой механический выпрямитель, т. е. они служат для преобразования переменного тока проводников обмотки якоря генератора в постоянный. В двигательном режиме с помощью коллектора и щеток осуществляется обратное преобразование, т. е. коллектор с щетками можно рассматривать в качестве преобразователя частоты, связывающего сеть постоянного тока с обмоткой якоря, через которую проходит переменный ток.

Чтобы синхронный индукторный тахогенератор можно было использовать в следящих системах постоянного тока, выходное напряжение выпрямляют полупроводниковыми выпрямителями. Поскольку число зубцов ротора можно выполнить достаточно большим, частота пульсаций выпрямленного напряжения будет высокой. Высокочастотные пульсации могут быть довольно легко устранены LC-фильтрами. В этом состоит преимущество индукторных тахогенераторов перед коллекторными тахогенераторами постоянного тока. Кроме того, они обладают более высокой надежностью, так как в них отсутствует механический выпрямитель-коллектор с щетками.

На 214 приведена принципиальная схема феррометра. Основными элементами схемы являются: кольцевой образец из испытуемого материала с намагничивающей w и измерительной WB обмотками: MB — механический выпрямитель с обмоткой управления, которая питается от ротора фазорегулятора ФР; М — катуг~<а

повышающего трансформатора 777. однофазный трансформатор стержневого типа, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, при этом вторичная обмотка высшего напряжения выполнена в виде четырех последовательно соединенных секций, что уменьшает электродинамические нагрузки при включении и отключении трансформатора. Вторичная обмотка повышающего трансформатора 777 включена через дроссели Др на механический выпрямитель ВМ, который преобразует переменный ток высокого напряжения в выпрямленный ток высокого напряжения для питания электрофильтра.

Механический выпрямитель представляет собой синхронный переключатель, основной частью которого является крестовина, выполненная из изоляционного материала; на концах крестовины укреплены наконечники. Крестовина приводится во вращение синхронизированным двигателем ДС мощностью 0,5 кет, 1500 об/мин, расположенным у трансформатора. По окружности, описываемой крестовиной, на опорных изоляторах размещаются четыре щетки. К двум щеткам подведены выводы повышающего трансформатора, третья щетка заземлена, а четвертая соединена с электродами электрофильтра.