Файл: Полотовский Л.С. Емкостные машины постоянного тока высокого напряжения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Из этого выражения видно, что увеличение тока машины с числом полюсов происходит лишь до некото­ рого предела; дальнейшее увеличение числа полюсов влечет за собой уменьшение тока.

Число пар полюсов р', соответствующее максимуму

тока, составляет

р

,

7lD

 

 

= ——; максимальный ток машины

 

 

 

„ < = U SC J ^ - -

<38>

Так, например,

при — =0,1, число пар

полюсов, соот­

ветствующее максимальному току, равно— 16, а увели­ чение тока, по срав­

 

нению

с двухполюс­

 

ной

машиной,

со­

 

ставляет

лишь

~ 8 .

 

Так

как

соотно­

 

шение

между

Ст и

 

C r

в многополюсной

 

машине

такое

же,

 

как

и в

двухполюс­

 

ной, то указанные в

 

§ 6 недостатки

оста­

 

нутся

и в многопо­

 

люсной машине.

 

§ 8.

Многодисковая

 

 

машина

 

 

Увеличения мощ­

 

ности машины мож­

 

но

добиться

путем

 

применения

ротора,

Рис. 7.

состоящего

из

не­

скольких

(w)

дис­

и статор также состоит

ков;

соответственно

из нескольких

(» +

1)

дисков.

Такая многодисковая машина изображена на рис. 7. Так

как в

такой машине работают обе стороны

каждого

диска,

то индуктированный ток, снимаемый с одного

диска, удваивается и

 

 

' , = W s Cmf .

(39)

40


В многодисковой машине возможны различные спо­ собы расположения полудисков ротора и статора и то­ косъема с дисков ротора. Рассмотрим основные из этих способов и сравним с однодисковой машиной; при этом будем считать, что и в однодисковом роторе работают обе стороны и его ток определяется формулой (39).

Самый простой способ расположения полудисков ста­ тора и ротора — это совершенно одинаковое расположе­ ние их во всех секциях. Все однополярные полудиски ротора электрически соединены друг с другом и токо­ съем осуществляется при любом числе дисков одной парой щеток.

Феличи [Л. 91], предлагая этот способ расположения и соединения полудисков (вернее, секторов, так как ма­ шина Феличи была многополюсной), указывает, как на основное его преимущество, наличие одной только пары щеток. Однако при таком способе соединения отдельных элементов Ст и CR возрастают в одинаковой степени,

и машина, принципиально не отличаясь от простейшей, рассмотренной в § 6, обладает теми же основными недо­ статками.

Оллендорф [Л. 20] рекомендует иной способ, когда при одинаковом расположении полудисков статора, по­

лудиски ротора сдвинуты в соседних дисках на угол ----

и токосъем производится с помощью w пар

щеток,

W

со­

единенных параллельно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Покажем, что такая машина вообще не будет созда­

вать

тока.

Действительно,

в

интервале

между двумя

 

 

 

 

 

,

=

и

,

к

.

для

коммутациями, т. е. от т

до в д =

----- 1----- ,

такой

машины

остается

 

 

2

 

2

 

а»

ви­

 

справедливым

уравнение

да

(15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(40)

в

котором

CR, gR и CRS

относятся

ко

всей машине.

Но взаимоемкость CRS теперь будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 л

'

 

 

 

 

 

+

Г

 

 

2 л

1]

 

 

 

 

 

 

. . . + sin

о)£ + (w — 1) —

1=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до

 

 

 

 

41


"ml

2 s in -

-sin [(at

— 1

2k \ .

w 2tc n

,,,,

----------2

sin

--------- =0,

(41)

 

w )

2 w

V

ДО

где Cml относится к одному диску. При этом условии ток машины, как решение уравнения (40) в установив­ шемся режиме, равен нулю. Ошибку Оллендорфа повто­ рили Каплянский [Л. 77] и Воробьев [Л. 128].

Предложение Оллендорфа, основанное, по-видимому, на аналогии с последовательным соединением отдель­ ных витков в индуктивной машине, может быть исправ-

 

 

 

 

 

 

71

лено, если полудиски ротора сдвигать не на — , а на — .

В этом случае вместо равенства (41)

 

до

до

получим

 

п

Cml

sin (at

 

sin‘ 1 '

71w

+

 

^RS — 9

1

 

 

+ . . . +

sin (at +

 

(w — 1) —

 

 

 

c"ml

 

 

 

w

 

 

 

sin (tat + —----------—

 

(42)

 

2 s in -

1

 

2

2w

 

 

 

2w

 

 

 

 

 

Подставляя CD^RS

из равенства (42) в (40), получим

для установившегося режима

 

 

 

 

i = --------------------

ClmS

 

sin ((at--------------- да')

, (43)

2sin- ^ - j/( g

+ g^)2+ “2C |

 

2W

 

где по-прежнему

 

 

(OCr

 

 

 

 

 

cp= arc tg -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее

значение тока

8 + £/?

 

между

двумя

в

интервале

коммутациями, при щетках на геометрической нейтрали

2 + та

W

i d {(at)

ДО

U S ,'>Cm \ g

COS cp ==

ТС

71 V {g + Ur )2 + ш2С%

 

 

 

 

 

 

 

U S 0iCm g

•COSCp.

(44)

 

 

 

 

71

(g + gR)2 +

 

 

4 2


+j (/j

Из сопоставления равенств (44) и (31) видно, что

реакция якоря в машине со сдвинутыми на — полуди-

W

сками играет такую же роль, что и в простейшей, одно­ дисковой машине. Следовательно, машине со сдвину­ тыми полудисками свойственны те же недостатки — ма­ лое напряжение (меньшее напряжение возбуждения), необходимость сдвига щеток с изменением нагрузки, кру­ то падающая внешняя характеристика. Однако в этой машине нет разрыва цепи нагрузки (в момент коммута­ ции разрывается цепь только одного из дисков), а ее ток имеет незначительные пульсации, уменьшающи­ еся с ростом числа дисков.

§ 9. Уничтожение влияния

 

 

реакции

якоря

 

 

Для уничтожения вли­

 

яния поля якоря на рабо­

 

ту

машины

необходимо,

 

чтобы поле

якоря

было

 

перпендикулярно

полю

 

возбуждения,

как

это

 

имеет место в индуктив­

 

ных

машинах постоянно­

 

го тока.

 

такая

Рис. 8,

Схематически

 

машина в

цилиндриче­

 

ском выполнении представлена на рис. 8. В этой машине ротор состоит из многих (2т) секторов, соединенных через изолирующие промежутки последовательно. Щетки аа', к которым подключена нагрузка, по-прежнему нахо­ дятся на геометрической нейтрали, но введены еще до­ полнительные накоротко замкцутые щетки bb', необходи­ мые для зарядки секторов ротора при входе их под по­ люса возбуждения. Таким образом, зарядка роторных секторов происходит при максимальной емкости их отно­

сительно

статора,

причем

поле

в рабочем

диэлектрике

(в зазоре

статор — ротор)

во время зарядки при любой

нагрузке

машины

определяется

только

напряжением

возбуждения; это поле изображено на рис. 8 сплошными линиями.

4 3