§ 57. Делители напряжения и расщепители фаз
Делитель напряжения. Он представляет собой двухколлекторную машину постоянного тока, имеющую одну магнитную систему, один сердечник якоря, две обмотки, расположенные в одних и тех же пазах, и два коллектора М1 и М2. Обмотки ие имеют внутренних электрических соединений, но связаны общей магнитной системой.
Так как обе обмотки одинаковы, вращаются с одинаковой скоростью п в од-
Рис. 147. Схемы цепи якорей делителя напряжения
/. = / + 12,
где 1-1 — ток в обмотке якоря М2.
При этом неизбежно изменится напряжение в средней точке делителя
^ср = 1/е - (£ + М < ие/2, так как 1\ = / -|- /2 > /о-
При параллельном возбуждении машины ток / не вызовет значительного изменения потока Ф и частоты вращения я; следовательно, напряжение в средней точке 0 будет с увеличением тока / постепенно понижаться и станет равным э д.с. якорной обмотки М2 делителя напряжения Тогда
/, = ис/2г-£/г + /о=(Ус/2-£)/> + /0.
Из этого уравнения следует, что ток Л, при котором потенциал средней точки Остановится равным э.д.с. обмотки, сравнительно невелик, так как значение (£/с/2 — Е) /г мало по абсолютному значению. При с/ср = Е ток в обмотке 2 равен нулю, так как /2 = (£/с —Е)/г.
По мере дальнейшего увеличения тока нагрузки / ток /г меняет направление (рис. 147, в), т. е. обмотка якоря М2 переходит в генераторный режим работы и £/ср < Е. Тогда / = 1\ -4- /г- При этом обмотка якоря М1 работает в двигательном режиме и покрывает потери делителя напряжения и мощность, отдаваемую обмоткой якоря М2, которая работает в генераторном режиме. Этот режим является основным для делителя напряжения и называется рабочим
В зависимости от мощностей, реализуемых делителем напряжения,
/, =_[£/с - /(Л/2 - 8гР, -
- у/и^8г(Р + др„„)]/(4г);
/2 = [у/^-8г(р + дриех)-
- |/7уУ-387р7]/(4л),
где р — мощность, необходимая для работы других машин, связанных с делителем напряжения; армех — механические и вентиляционные потери делителя на-
Рис. 148. Продольный разрез делителя напряжения ДК-604В-/ — вал, 2 — шариковый подшипник; 3 — остов генератора управления, 4 — коллектор с пластмассовым корпусом; 5 — щеткодержатель, 6 — остов делителя напряжения, 7 — обмотка последовательного воз буждеиия главного полюса, 8 — сердечник главного полюса, 9 — обмотка независимого возбуждения; 10 — сердечник якоря, 11 — обмотка якоря, 12 — вентилятор
пряжения; Рэ — мощность нагрузки в средней точке 0 делителя напряжения.
Зная &Р„ех, Р, Рэ и г или задаваясь ими, можно найти токи 1\ и 1% э.д.с. Е, напряжение в средней точке, а также остальные параметры делителя напряжения.
Характеристики делителей напряжения следующие:
Тип......ДК-604Б ДК-604Д,
ДК-604В
Номинальная мощность, кВт . 10,4 12
Напряжение на коллекторах, В . .. . 3000 3000
Ток якоря, А . .4,7 5,3
Частота вращения, об/мин .950 1000
Класс изоляции . . А А
Масса с генератором управления . . .1200 1200
Делители напряжения ДК-604 (рис. 148) установлены на электропоездах ЭР1 и ЭР2 Все эти машины являются четырехполюсными, одноякорными, имеют по два коллектора и две не зависящие одна от другой обмотки якоря, расположенные в одних и тех же пазах. Многие их узлы унифицированы. На валу делителя напряжения смонтирован генератор управления.
Расщепители фаз. В качестве расщепителей фаз на э.п.с. переменного тока отечественного производства применяют асинхронные машины с трехфазной обмоткой статора, соединенной в звезду, и короткозамкнутым ротором. Чтобы обеспечить симметрию трехфазного напряжения при несимметричных падениях напряжения в отдельных фазах, обмотку статора выполняют несимметричной с
Рис. 149 Расщепитель фаз НБ-455А: / — остов статора; 2 — реле оборотов; 3 — шариковый подшипник № 317, 4 — изолировочная втул ка, 5 и 10 — подшипниковые щиты; 6 — бандажное изолировочное кольцо для крепления лобовых частей обмотки статора; 7 — обмотка статора, 8 — сердечник статора; 9—сердечник ротора; //— вал
различным числом витков в фазах и углами между их осями, не равными 120° Для этого обмотки двух фаз статора соединяют последовательно (образуют двигательную обмотку) и подключают к обмотке собственных нужд тягового трансфоратора. Обмотку третьей фазы, называемую генераторной, подключают к точке, соответствующей наилучшей симметрии напряжения на выходе расщепителя фаз при определенной нагрузке.
Характеристики расщепителей фаз приведены в табл. 13.
При расчете расщепителя фаз предварительно выбирают магнитную систему и обмотку статора Затем определяют напряжения на зажимах фаз и ток в фазах. Если неудовлетворительна симметрия напряжений, корректируют обмо-
Таблица 13
|
Показатель |
НБ-453 |
Расщепитель НБ-455А |
фаз типа РФ-1Д5 |
|
Серия э п с |
В Л 60" |
ВЛ80", ВЛ80Т, |
ЭР9М н ЭР9Е |
|
ВЛ80С |
|||
|
Номинальная мощность, кВ • А |
115 |
210 |
18 |
|
Напряжение, В |
380 |
380 |
220 |
|
Число полюсов статора |
4 |
4 |
4 |
|
Воздушный зазор между статором |
1 |
1 |
0,6 |
|
и ротором, мм |
|||
|
Частота вращения, об/мин |
1490 |
1490 |
1470 |
|
Компенсирующая емкость, мкФ |
700 |
2700 |
— |
|
Класс изоляции обмотки статора |
В |
В |
В |
точные данные, а при необходимости и магнитную систему машины.
Расщепители фаз аналогичны по конструкции асинхронным двигателям с ко-роткозамкнутым ротором. На валах расщепителей фаз монтируют реле оборотов (на расщепителях фаз НБ-453, НБ-455 и НБ-455А), иногда — якоря генераторов управления (НБ-453 и НБ-455) или колеса вентиляторов системы охлаждения выпрямителей. Для предотвращения протекания токов через подшипниковые узлы на расщепителях фаз НБ-453, НБ-455, НБ-455А (рис. 149) подшипник со стороны реле оборотов запрессован в изолированную втулку.