хронная скорость при эдс Ер. = 0. В точке К при 8 = 1,0 двигатель будет неподвижен. Точ-каО (начало координат)отвечает бесконечному скольлсению 5 = оо. Диаграмма тока будет во всем следовать диаграмме эдс. Любому значению вектора Eg, диаграммы напряжений соответствует вектор тока, сдвинутый согласно фиг. 25 на Z(90°-Я). Вра-

Фиг. 25.

щаюний момент постедовательной машины нри неизменном Z а может быть представлен так же, как для двигателя постоянного тока: т = к Р.

Из круговой диаграммы тока видно, что при уменьшении скорости момент будет нарастать до точки т. За этой точкой лежит область неустойчивой работы. Для того чтобы повысить устойчивость двигателя, применяют иногда двойной комплект ндеток на коллекторе, включая промежуточный трансформатор (фиг. 26). Сдвиг ндеток одного комплекта ж, у, Z при неподвижном другом V, W, и вызывает лишь относительное смещение двгх составляющих эдс ротора при небольшом смещении результирующей мдс. Работа двигателя протекает поэтому устойчиво даже при изменяющемся в широких пределах угле сдвига щеток; cos q> в этом случае несколько ухудшается.

Промежуточный трансформатор между статором и ротором применяют также и при наличии всего лишь одного комплекта щеток. Такой трансформатор слулшт г.т. обр. для уменьшения напряжения на роторе при статоре, включаемом непосредственно в сеть высокого напряжения. Трансформатор д. б. рассчитан на часть мощности двигателя, про-порщональную заданной регулировке скорости. При регулировании на 25% вниз от синхронной скорости, мощность трансформа-

Фиг. 26.

тора доллсна составлять те же 25% от полной мощности двигателя. Удовлетворительная с точки зрения коммутирования работа двигателя получается при изменении скорости примерно от 40 до 100% от синхронной. Добавочные полюса благодаря переменному положению щеток обычно не применяются. Возможно применение обмотки статора с укороченным до пстовины полюсного деления шагом по Гейланду. В этом случае получается настолько широкая коммутационная зона, что представляется возможность в то же время передвигать в некоторых пределах щетки коллектора.

2.Трехфазный шунтовой коллекторный двигатель. Трехфазный шунтовой коллекторный двигатель представляет собою по существу асинхронный двигатель, у которого во вторичную часть, при помощи коллектора, введена добавочная эдс. Та дополнительная обмотка, в которой эта эдс индуктируется общим полем машины, укладывается во впадинах первичной части двигателя. Будучи более сложным и более дорогим по сравнению с норма.чьным асинхронным двигателем, шунтовой коллекторный обладает однако рядом ценных свойств, к которым следует прежде всего отнести возможность широкой и экономичной регулировки Скорости, а таклсе те высокие значения коэф-та мощности, которые м. б. получены при нек-рых режимах его работы. На фиг. 27 даны характеристики cos (р и скорости шунтового коллекторного двигателя

0.S 150

Acs fmm

при трех начальных скоростях (п)-наибольшей, средней и наименьшей. При вышесинхронной скорости получается даже опережение при моменте большем половины нормального. Это же видно из фиг. 28, где приведены круговые диаграммы шунтового двигателя с питанием через ротор и при различных значениях добавочной, введенной во вторичную часть, эдс, изменяемой путем смещения щеток на коллекторе. Круг К отвечает работе двигателя в качестве обыкновенного асинхронного, нри замкнутой следовательно накоротко вторичной его цепи. Все круги, имеющие центр вверх от центра круга К, отвечают работе на выщесинхрф!-ной скорости, остальные на нижесинхронной

Существует два типа щунтовых трехфазных коллекторных двигателей: один с питанием через статор и другой-через ротор. Первая из этих мащин выполняется обычно по схеме фиг. 29. Обмотка статора соединяется звездой и имеет ряд ответвлений в

Фиг. 28.

части, б.тизкой к нулевой точке звезды; ответвления эти щ, щ, г*з и т. д. лежат по обе стороны этой точки так. обр., что при переходе контакта, соединенного с цепью ротора, через нулевую точку, меняется знак эдс, вводимой во вторичную цепь. Концы всех ответвлений вьшедены к контроллеру (на схе--ме не показан), при помощи к-рого они соединяются со щетками, наложенными на коллектор ротора. Щетки располагаются обычнее т.о., что ось каждой фазы эквивалентной звезды ротора (изображена пунктиром)совпадает с осью соответствующе!! статорной фазы. В этом случае получается влияние добавочи. эдс только на скорость двигателя. При желании иметь и cos 9 его достаточно близким к единице несколько смещакп щетки по направлению вращения двигателя при вышесинхронной скорости ротора и против-при ниясесинхронной. Т. к. при выше- гнхронной скорости рассеяние вторичной системы играет роль емкости, то сдвиг этот м. б. сделан в этом случае меньшим для получения той лш компенсации. Слабой стороной двигателя со статорным питанием явл>1-<ется наличие переключающего контроллера.

7 . -3. т. X.

Фиг. 29.

Фиг. 30.

Фирма AEG сделала попытку избежать контроллера, заменив его потенциал-регулятором. На фиг. 30 представлена схема такого двигателя. Здесь а-главная статорная, питаемая от сети обмотка, Ъ-добавочная обмотка статора, d-п от е н ц и а л-р е г у л я-т о р (регулятор фаз), с-коллектор двигателя с наложенными на него щетками. Потенциал-регулятор питается от той нее сети, что и двигатель, и имеет напряжение сети приложенным к кольцам ротора. Статор регулятора, будучи соединен с добавочной обмоткой и щетками, доставляет в эту цепь добавочную эдс переменной фазы так. образ., что результирующее , приложенное к щеткам напряжение может иметь различную величину и фазу. Регулировка ведется путем смещения

ротора потенциал-регулятора, при одновременном смещении щеток, при помощи маховичка. Потенциал-регулятор обычно составляет с двигателем его неотъемлемую часть.

В двигателе с питанием через ротор плавная регулировка скорости достигается путем смещения щеток на коллекторе (схема на фиг. 31). Первичн. обмотка R, присоединенная к-кольцам, помещается на роторе ir вращается вместе с ним. На роторе же помещена добавочная обмотка г (отделенная от первичной электрически или связанная с ней), присоединенная к коллектору. Три отдельны! статорные обмотки замкнуты на коллекто)! через щетки. Три щетки, соединенные с началами статорных фаз, сидят на одной траверсе, а другие три, соединенные с концами этих фаз,-на другой. Траверсы могут перемещаться в различные стороны одна по отношению к другой, например при помощи зубчатки, связанной с ними и регулируемой автоматически или же от руки. Если сдвинуть траверсы так. обр., чтобы щетки, соединенные с каждой фазой, лежали рядом, замыкаясь через одну и ту лее пластину коллектора, то двигатель ничем не будет отличаться от обыкновенного асинхронного, питаемого с ротора. Раздвигая щетки от этого среднего их полонеения в том или ином паправлении, будем тем самым ыелючать между ними нек-рое число витков дополнительной роторной обмотки, вводя во вторичный контур добавочную эдс переменной, зависящей от положения щеток, величины. При угле а сдвига щеток, равном 180°, получается максимальное возможное значение этой эдс. Ось введенной путем смещения щеток в цепь добавочной роторной обмотки сдвигаться при этом не будет. Если пололеение траверс выбрать таким образ., чтобы оси фаз статора и добавочной обмотки ротора совпадали, то получится влияние только на скорость. Сдвигая маховик, приводящий в двилеение траверсы в противоположные

Фиг. 31.

стороны, В одном направлении отположения, отвечающего нормальн. асинхронному режиму, будем менять скорость вниз от синхронной, сдвигая в другом-вверх. Число витков роторной обмотки при а=180° выбирается обычно равным половине числа витков фазы статора. В этом случае пределы регулирования будут -3:1.

Если одновременно с регу.яировкой скорости желательно при нижескнхронной скорости иметь повышенное значение коэфициента мощности, то можно устраивать несимметричное двин-сение траверс таким образом, чтобы при переходе от вышесинхронной на нижесинхронную скорость ось роторной обмотки смещалась несколько в сторону, противоположную направлению вращения. Смещение этой оси получается весьма небольшим, порядка 10электрических градусов.

Нек-рым недостатком шунтового двигателя с питанием через ротор является необходимость иметь при напряжении больше 500 V между ним и сетью трансформатор. Эти двигатели мощностью от 5 до 80 kW строятся в СССР на ленинградском заводе Электросила , а заграничными фирмами выполняются двигатели до 150 kW. С точки зрения коммутации оба тина двигателей находятся в различных условиях. Машина с питанием через статор имеет эдс трансформации переменной величины, зависящей от скорости ротора. Наибольшая величина этой эдс получается при пуске двигателя в ход, а наименьшая- нри синхронной скорости. Реактивная эдс растет с увеличением скорости и имеет относительно высокие значения вследствие большого тока и числа витков ротора. В двигателе с питанием через ротор трансформаторная эдс имеет постоянную величину независимо от скорости ротора, поэтому она определяет допустимую величину потока на один полюс машины. Реактивная эдс в этом двигателе невелика. В конечном счете надо признать, что двигатель с питанием через ротор находится в лучших коммутационных условиях. Размеры коллектора машин обоих типов при одинаковой мощности и пределах регулирования одни и те же, если только принять за допустимое напряжение между коллекторными пластинами одну и ту же величину при вращении рютора со скоростью, наиболее удаленной от синхронизма.

3. Компенсированный асинхронный двигатель. Комненсирован-ный асинхронный двигатель весьма близок по схеме соединений к шунтовому коллекторному и составляет как бы своегородапереход-ную ступень от этого двигателя к обыкновенному асинхронному. Компенсированный двигатель дает cos 9? = 1,0 или даже опере-

жающий, что достигается введением во вторичную его цепь добавочной эдс, к-рая сдвинута на угол близкий к 90° по отношению к эдс скольжения этой цепи. В зависимости от положения щеток на коллекторе такого двигателя дополнительная эдс может быть ориентирована и иначе, что может повлечь за собой небольшое излтенение скорости двигателя вверх или вниз от синхронной. Такая регулировка однако редко представляется необходимой, в виду чего основное свойство двигателей - высокий cosq), нри отсутствии регулирования, выступает на первый план. Отличие компенсированного двигателя от шунтового коллекторного заключается в том, что величина добавочной эдс, а следовательно и размеры той добавочной обмотки, в которой она создается, получаются значительно меньшими для компенсированной машины. Характеристики компенсированного двигателя значительно отличаются от нормального асинхронного,

как это видно из кривых для cos?, Г] я s

(фиг. 32), построенных в функции от мощности на валу для двигателя по системе Осноса завода Электросила (10 kW, 230 V, 750 об/м.). На фиг. 33 даны круговые диаграммы той же машины, снятые для различных пололсений щеток на коллекторе двигателя. Теоретич. круговые диаграммы компенсированного двигателя так же, как и для других многофазных коллекторных машин, м.б. построены, если известны параметры машнны.

Генератор шТг lb h

- Двигатель

~4 Г J I0TW

В соответствии с двумя возможными схемами шунтового коллекторного двигателя получаются две схемы компенсированного: 1) двигатель Гейланда с питанием через статор и 2) двигатель Осноса с питанием через ротор. Двигатель Гейланда (схема на фиг. 34) имеет на статоре обмотку 8, присоединяемую к питающей сети, и дополнительную обмотку S2 с относительно небольшим числом витков. Эта дополнительная обмотка нрисоединена к щеткам, наложенным на коллектор. На роторе помещены две обмотки, из к-рых одна замкнута накоротко (Ml), а другая присоединена к коллектору (Та)- Дополнительная обмотка статора создает нужную добавочную эдс частоты сети, к-рая при помощи коллектора преобразовывается в эдс частоты скольжения и дает во вторичном контуре добавочный ток накладывающийся на общий ток этой цени и сдвигающий результирующий вектор етч>