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 обшей магнитной системой.

Так как обе обмотки одинаковы, вращаются с одинаковой скоростью п в одном и том же потоке Ф, то индуцированные в них э.д.с

Е - Е\ = Ег = СпФ.

При холостом ходе, когда контактор 1 (рис 147, а) не включен и нагрузка к средней точке не подключена, э.д.с. каждой обмотки (если пренебречь током параллельной обмотки г_п)

Е = и_с/2 - /ог, или С/_с/2 = Е -\- /₀г, где С1_с - напряжение контактной сети (на токоприемнике); /₀ - ток холостого хода; г - сопротивление одной обмотки якоря.

Вследствие равенства величин ?, /о и г обеих обмоток напряжение в средней точке при холостом ходе и_ср = и_с-(Е + /ог) = и_е/2.

Если к средней точке 0 делителя напряжения подключен двигатель компрессора МК (рис. 147, б), в цепи которого устанавливается ток /, то машина потребляет ток, который протекает через обмотку якоря М1:

Рис. 147. Схемы цепи якорей делителя напряжения где /2 - ток в обмотке якоря М2.

При этом неизбежно изменится напряжение в средней точке делителя и_ср = и_с - (Е + 1₂г) < и_е/2, так как /| = 1 + /2 > /о-

При параллельном возбуждении машины ток I не вызовет значительного изменения потока Ф и частоты вращения п; следовательно, напряжение в средней точке 0 будет с увеличением тока 1 постепенно понижаться и станет равным э д.с. якорной обмотки М2 делителя напряжения Тогда

Л = Н_с/2г-Е/г + /о=(П_с/2 - Е)/г + /₀.

Из этого уравнения следует, что ток /1, при котором потенциал средней точки Остановится равным э.д.с. обмотки, сравнительно невелик, так как значение (?/_с/2 - Е) 1г мало по абсолютному значению. При Н_ср = Е ток в обмотке 2 равен нулю, так как /г = (П_ср-Е)/г.

По мере дальнейшего увеличения тока нагрузки I ток /2 меняет направление (рис. 147, в), т. е. обмотка якоря М2 переходит в генераторный режим работы и и_ср < Е. Тогда 1 = /1 + /₂. 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- /да-8г/\_

- /и^8г(Р + АР_мех)]/(4г);

- _|/иГ^=г8?Р7]/(4г),

где Р - мощность, необходимая для работы других машин, связанных с делителем напряжения; ЛР_мех - механические и вентиляционные потери делителя на-

Рис. 148. Продольный разрез делителя напряжения ДК-604В-1 - 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; Р_э - мощность нагрузки в средней точке 0 делителя напряжения.

Зная ДР_мех, Р, Р_э 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:

1 - 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; 11- 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

точные данные, а при необходимости и магнитную систему машины.

Расщепители фаз аналогичны по конструкции асинхронным двигателям с короткозамкнутым 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.