Специальные машины постоянного тока 47

4. ОДНОЯКОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Одноякорный преобразователь этого типа предназначен для преобразова­ния напряжения постоянного тока. Благодаря более высокому КПД, меньшим габаритным размерам и стоимости его применение вместо соответствующего двухъякорного преобразователя дает существенный экономический эффект. От обычной машины постоянного тока одноякорный преобразователь отлича­ется только тем, что на его якоре размещаются две электрически несвя­занные обмотки 1 и 2, присоединенные к двум коллекторам (рис.2). Щетки первичной обмотки 1 присоединяются к сети постоянного тока с напряжени­ем , и со стороны этой обмотки пре­образователь работает как двигатель, потребляя из сети ток . При этом якорь приходит во вращение с угловой скоростью, равной

.
Со стороны вторичной обмотки 2 пре­образователь работает как генератор, питая током сопротивление нагрузки присоединенное к щеткам этой обмотки. Продольный поток Ф образуется в преобразователе обмоткой возбуждения, включенной обычно на напряжение .
Ток в этой обмотке регулируется с помощью реостата. Поскольку ЭДС и наводятся одним и тем же потоком, их отношение, на­зываемое коэффициентом преобразования ЭДС, зависит только от обмоточных данных
,
где
; .
Разность электромагнитных моментов, соответствующих токам первичной и вторичной обмоток, очень невелика и равняется моменту, определяемому маг­нитными и механическими потерями. Пренебрегая этими потерями, можно считать и найти приближенное соотношение между токами .

Рис. 2. Одноякорный преобразователь постоянного тока.

При таком соотношении между токами их линейные нагрузки оказываются одинаковыми.

В связи с этим почти полностью компенсируются поперечные МДС встречно направленных токов и , и магнитный поток Ф при нагрузке получается таким же, как при холостом ходе.
Из приведенных формул следует, что, изменяя ток возбуждения (поток Ф), невозможно регулировать ЭДС или напряжение. Это объясняется тем, что, например, при увеличении Ф уменьшается частота вращения и в резуль­тате ЭДС остается неизменной. Одноякорные преобразователи (умформеры), применявшиеся в передвиж­ных радиоустановках для повышения напряжения аккумуляторной батареи с 12—24 до 750—1500 В, в настоящее время почти повсеместно вытесняются полупроводниковыми преобразователями.