Известны одноякорные преобразователи поперечного поля, способные работать в качестве двойного генератора с двумя независимыми обмотками на якоре, каждая со своим коллектором и с обмотками на статоре, для возбуждения машины и для компенсаций продольного поля реакции якоря.
Предлагается щетки обеих обмоток располагать в перпендикулярных осях машины, с целью использования поля якоря одной обмотки для возбуждения машины и генерирования электродвижущих сил в другой обмотке.
Для создания поперечного поля одна из обмоток якоря (или обе) имеет независимое возбуждение через щетки, расположенные перпендикулярно к основным щеткам.
С этой же целью одна из обмоток якоря (или обе) имеет короткозамкнутые щетки, расположенные перпендикулярно к основным щеткам.
Обмотки якоря и относящиеся к ним обмотки статора выполнены на различные числа полюсов, отношение которых равно числу, кратному двум.
На фиг. 1-3 приведены электрические схемы и схемы расположения основных частей предлагаемой машины при трех различных вариантах ее исполнения.
При первом варианте (фиг. 1) в пазах якоря преобразователя расположены две электрически между собой не связанные обмотки 1 и 2 постоянного тока, соответственно двигательная и генераторная с коллекторами K1 и K2. Обеспечение наиболее благоприятной коммутации тока под щетками и образование магнитных потоков возбуждения осуществляется здесь аналогично амплидину.
Коллектор K1 якоря имеет одну пару комплектов неподвижных щеток q1 в поперечной оси машины, соединенных с обмоткой d1 статора, предназначенной для улучшения коммутации тока под щетками q1 и частичной компенсации реакции двигательной обмотки якоря. На коллекторе K2 генераторной обмотки якоря располагаются две пары комплектов неподвижных щеток - в продольной оси d и в поперечной q2. Продольные щетки соединены со статорной обмоткой K, предназначенной для компенсации продольной реакции якоря генератора, так что ее магнитодвижущаяся сила (м.д.с.) всегда противоположна м.д.с. упомянутой продольной реакции якоря.
Поперечные щетки q2 генераторной обмотки якоря соединены последовательно с сериесной обмоткой d2, м.д.с. которой направлена вдоль поперечной оси машины. Эта обмотка d2 предназначена для улучшения коммутации под щетками q2 для распределения тока в обмотке якоря 2, а также для создания дополнительного поля в поперечной оси при нагрузке и регулировании преобразователя.
Если поперечная цепь щеток q2 будет замкнута накоротко через обмотку d2, то поперечное поле возбуждения будет создаваться алгебраической суммой м.д.с. реакции двигательной 1 и генераторной 2 обмоток якоря. При этом после пуска в ход преобразователя через клеммы А, В от посторонней сети с независимым питанием обмотки возбуждения М на выходных клеммах создается разность потенциалов, равная продольной э.д.с. обмотки 2 якоря. Регулирование этой э.д.с. может производиться вместе с изменением скорости вращения машины. С изменением нагрузки будет, соответственно, меняться поле реакции якоря от двигательной обмотки 1, поддерживая выходное напряжение постоянным, или изменяющимся в небольших пределах. Если имеет место недокомпенсация, степень которой устанавливается регулировкой шунтирующего сопротивления, то скорость вращения машины может быть стабилизирована в связи с изменением нагрузки.
Для регулирования исходного напряжения в широких пределах в преобразователе предусмотрен возбудитель Е с обмоткой возбуждения m. Возбудитель Е представляет собой небольшой генератор постоянного тока с независимым возбуждением, который может быть также и амплидином. Возбуждение его обмотки может регулироваться в необходимых пределах. Якорь возбудителя вращается либо посторонним двигателем, либо располагается на одном валу с преобразователем.
Возбудитель Е обеспечивает ток необходимого направления в цепи щеток q2 независимо от того - встречно или согласно намотаны обмотки 1 и 2 якоря.
Однако наиболее благоприятным является тот случай, когда обмотки 1 и 2 намотаны одинаково, т.е. так, что при замкнутых накоротко щетках q1 и q2 м.д.с. поперечной реакции якоря обмоток 1 и 2 направлены встречно.
В предлагаемом преобразователе соотношение мощностей выходной и управляемой обмоток значительно выше, чем у амплидина, а его общий вес ниже.
На фиг. 2 представлена схема преобразователя, используемого с обеих сторон в качестве генератора без постороннего возбуждения поперечных цепей его якорных обмоток 1 и 2. Возбуждение поперечных магнитных потоков якоря создается токами в короткозамкнутых цепях щеток q1 и q2 обмоток якоря, которые генерируются в них при вращении преобразователя посторонним двигателем и возбуждении обмоток m1, m2, m3… продольной оси статора. Напряжения снимаются с продольных щеток d1 и d2 и внешних клемм А, В и С, Д, а компенсационные обмотки K1 и K2 статора компенсируют продольную реакцию якоря от обмоток 1 и 2. Когда отношение чисел полюсов обмоток 1 и 2 якоря и относящихся к ним обмоток статора равно двум, обе стороны преобразователя управляются и работают независимо одна от другой.
На фиг. 3 представлена схема преобразователя, используемого как один генератор поперечного поля. При этом обмотка 1 якоря имеет короткозамкнутые щетки и создает поперечное поле, а рабочие продольные щетки расположены на коллекторе K2 обмотки 2 якоря. Напряжение снимается с клемм А, В, продольная реакция якоря обмотки 2 компенсируется статорной обмоткой K. Все обмотки выполнены на одно и то же число полюсов. Особенностью этой схемы является то, что выходное напряжение электрически не связано с цепью щеток q возбуждения якоря, что может иметь существенно практическое значение.
1. Одноякорный преобразователь поперечного поля, могущий работать в качестве двойного генератора, с двумя независимыми обмотками на якоре, каждая со своим коллектором, и с обмотками на статоре для возбуждения машины и для компенсации продольного поля реакции якоря, отличающийся тем, что щетки обеих обмоток расположены в перпендикулярных осях машины, с целью использования поля якоря одной обмотки для возбуждения машины и генерирования электродвижущих сил в другой обмотке.
2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что для создания поперечного поля, одна из обмоток якоря (или обе) имеет независимое возбуждение через щетки, расположенные перпендикулярно основным щеткам.
3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что для создания поперечного поля одна из обмоток якоря (или обе) имеет короткозамкнутые щетки, расположенные перпендикулярно основным щеткам.
4. В машине по пп. 1-3 выполнение обмоток якоря и относящихся к ним обмоток статора на различные числа полюсов, отношение которых равно числу, кратному двум.
