ГЛАВА XXVI
КАСКАДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С КОЛЛЕКТОРНЫМИ МАШИНАМИ
§ 237. Схема Кремера с шестифазным конвертором.
В схеме Кремера теперь обычно применяется шестифазный конвертор, так как последний отличается меньшими размерами по сравнению с трехфазным.
На фиг. 272 изображена такая схема Кремера с шестифазным конвертором. Как видно из этой фигуры, неиспользованная энергия ротора главного двигателя А через посредство проводов подводится в виде переменного тока частоты скольжения к контактным кольцам одноякорного преобразователя U. В последнем происходит преобразование переменного тока в постоянный ток I.
Током I питается якорь К двигателя постоянного тока, сидящего на одном валу с главным двигателем А (двигатель К и в дальнейшем будем называть вторичным двигателем, а двигатель А — главным, или первичным, двигателем). Регулировка скорости главного двигателя А осуществляется здесь путем изменения тока возбуждения вторичного двигателя ik, а регулировка cos φ главного двигателя — путем изменения тока возбуждения iu конвертора U. Принцип действия схемы Кремера (фиг, 272) в общих чертах заключается в следующем:
При увеличении тока возбуждения ik вторичного двигателя К в схеме Кремера происходит, как известно, следующее: увеличивается напряжение на коллекторах машин К и U, а вместе с тем и напряжение на контактных кольцах конвертора U и главного двигателя А; вследствие этого должно возрасти скольжение главного двигателя А.
Компаундная обмотка машины К дает возможность получить падающий характер характеристики числа оборотов агрегата, т. е. уменьшение скорости агрегата с возрастанием нагрузки на валу.
Степень наклона характеристики оборотов можно изменять, меняя сопротивление r, приключенное шунтом к компаундной обмотке.
 |
 |
| Фиг. 272. "Каскад" с шестифазным конвертором. | Фиг. 273. Каскад с вольтодобавочной машиной. |
Увеличивая ток возбуждения iu конвертора U и, таким образом, "перевозбуждая" последний, мы можем заставить ток в роторе главного двигателя опережать по фазе э. д. с. ротора и можем, таким образом, улучшить cos φ главного двигателя, доведя его в случае необходимости до единицы.
а) Устойчивость работы схемы Кремера, При работе главного двигателя А со скоростями, близкими к синхронной, частота тока на контактных кольцах получается малой, и одноякорный преобразователь U при этих условиях работает весьма неустойчиво и часто выпадает из синхронизма 1.
Для того чтобы одноякорный преобразователь успевал достаточно быстро следовать в изменении своей скорости за изменениями скорости главного двигателя, необходимо, чтобы синхронизирующая сила конвертора была достаточно большой.
1 Резких изменений частоты в роторе главного двигателя А при колебаниях нагрузки можно избежать, посадив на вал главного двигателя маховик для уменьшения степени неравномерности хода; при этих условиях работа конвертора делается более устойчивой.
Величина этой синхронизирующей силы, как известно из теории синхронных машин, обратно пропорциональна кажущемуся сопротивлению цепи конвертора (включая обмотку конвертора, соединительные провода и обмотку ротора главного двигателя).
При относительно большом скольжении ротора главного двигателя частота тока, питающего конвертор со стороны контактных колец, также велика, и реактанц цепи конвертора Σх получается обычно значительно большим омического сопротивления Σr, что дает благоприятные условия для образования большой синхронизирующей силы.
Наоборот, при малом скольжении главного двигателя и, следовательно, при малом числе периодов на контактных кольцах реактанц в соответственной мере уменьшается и делается в конце концов меньше омического сопротивления:
Σх < Σr,
б) Схема Кремера с вольтодобавочной машиной. Вместо сериесной обмотки возбуждения вспомогательного двигателя К (фиг. 272) завод Brown-Boveri применяет вольтодобавочную машину постоянного тока 2, как показано на фиг. 273.
Из этой фигуры видно, что машины возбуждения 1—2 приводятся во вращение небольшим двигателем М, сидящем на общем валу. Машина смешанного возбуждения I питает обмотку возбуждения конвертора U. Обмотка возбуждения машины К питается от двух машин 1—2, соеди¬ненных последовательно. Машина 2 имеет две обмотки возбуждения, из которых одна присоединена к шинам + - , а другая присоединена к клеммам шунта S.
При увеличении тока I напряжение на концах шунта S возрастает, в связи с чем поток машины 2 возрастает и возрастает также напряжение на коллекторе этой машины.
Ввиду этого при возрастании тока I происходит также увеличение тока возбуждения ik машины К, это придает характеристике оборотов главного двигателя А "падающий" характер, т. е., другими словами, это значит, что главная машина А приобретает свойства двигателя смешанного возбуждения.