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

эта мощность изменяет свой знак в течение периода. Ее среднее значение за время между двумя коммутациями

отрицательный знак указывает на получение этой мощ­ ности машиной извне, т. е. от первичного двигателя.

Среднее значение электрической мощности, развивае­ мой машиной Р^, отличается только знаком от Рм, ука­

зывающим на преобразование механической энергии в электрическую:

Отношение максимальной мощности машины к ма­ ксимальной мощности идеальной машины того же объе­ ма характеризует степень использования объема; назовем это отношение коэффициентом использования k. Для рассмотренного случая двухполюсной машины с синусо­ идальным характером распределения поля коэффициент использования, как это следует из равенств (61) и (68), составляет всего лишь

5 0

Максимальная мощность вместо равенства (61) опре­ деляется выражением

(77)

2кС|

Расчет для машины с синусоидальным изменением емкости аналогичен расчету для машины с продольным полем реакции якоря, только CR следует заменить

Путем сопоставления выражений (72) и (78) найдем напряжение, соответствующее максимальной мощности:

bR

Из выражений (77) и (78) видно, что коэффициент использования при синусоидальном распределении поля по-прежнему определяется формулой (70). Аналогично,

выполнена в соответствии с рис. 9 и имеет трапецеи­ дальное распределение поля, то коэффициент использо­ вания может быть несколько увеличен.

Если не учитывать неизбежные механические потери, то механическая мощность, подводимая к машине, равна развиваемой ею мощности Ръ. Для такой идеализиро-

52

может принимать значения, в зависимости от соотноше­ ния между проводимостями нагрузки и утечки в машине и емкостью рассеяния, сколь угодно близкие к 100%. Это подтверждается опытом: так Трамп [Л. 92] в ма­ шине, работавшей в вакууме, получил к. п. д. больше

99%; машины Феличи [Л. 118, 120, 121, 133], работавшие в сжатом водороде, имели к. п. д. от 80 до 90%; к. п. д. машин Левина [Л. 105] превышал 90%.

Интересно отметить, что неправильный подход к рас­ смотрению работы емкостных машин часто служит осно­ ванием распространенному мнению о принципиальной невозможности создания емкостной машины с высоким к. п. д. Так, Штраух [Л. 36] доказывает, что идеальная (без потерь) емкостная машина всегда обладает низ­ ким к. п. д., не превышающим 50%. Кроме того, Штраух утверждает, что включение конденсатора параллельно машине, как это обычно делается в машинах Уимшерста с целью уменьшения пульсации напряжения, еще больше снижает к. п. д. (до 25%) и что это действие конденса­ тора в более ранних работах не учитывалось.

Утверждение Штрауха о необходимости включения конденсатора для уменьшения пульсации справедливо лишь для машин с проводящим ротором, в которых не приняты указанные выше (§ 8) меры для сглаживания пульсаций; при принятии этих мер, а также при диэлек­ трическом роторе, пульсации практически отсутствуют и надобность в конденсаторе отпадает.

Правильно рассматривая работу машины с ротором в виде отдельных металлических пластинок на диэлек­ трическом диске, как зарядку и разрядку емкости ротор­ ной пластинки по отношению к статору, Штраух верно определил ток короткого замыкания и напряжение холо­ стого хода, но затем он допустил ряд ошибок. Так, он учитывает разряд конденсатора, подключенного к ма­ шине, на нагрузку лишь за время его соединения с пла­ стиной ротора, тогда как в действительности конденса­ тор разряжается все время, но только разряд происходит

5 3