електромашинні перетворювач

Електромашинні перетворювач (нім. Umformer. Умформер, мотор-генератор, двигун-генератор) - електрична машина для перетворення електричної енергії з однієї її форми в іншу.

• перетворення постійного електричного струму в змінний. як правило, більш високої напруги;
• отримання постійного струму з змінного для спеціальних випадків (харчування зварювального обладнання, деякі моделі старих електровозів);
• передача потужності між електромережами різної частоти (50 і 60 Гц, залізні дороги з харчуванням змінним струмом зниженої частоти).
• перетворення однофазного струму в трифазний.

Відомі також умформер з єдиним якорем (одноякірні перетворювачі), в яких обмотки різного роду струму роз'єднані. Обмотки постійного струму виводяться на колектор. а змінного - на контактні кільця.

Є також машини з загальними обмотками для різного роду струму. У разі перетворення числа фаз навіть немає потреби в колекторі або ковзають контактах. У цьому випадку вся обмотка навивается на статорі і в потрібному місці робляться отпайки. Таким чином, наприклад, асинхронна машина може перетворювати одно- або двофазний струм в будь-який багатофазних (наприклад - 3-фазний). Приклад такої машини - фазорасщепітель електровозів ВЛ60. ВЛ80. ВЛ85 [1]. а також ЕП1М. 2ЕС5К і 3ЕС5К нових випусків [2].

Застосування [ред]

Електровозного перетворювач високого (3000 В) постійної напруги в низьке постійне

Принцип дії умформера може застосовуватися для перетворення:

Широко використовувалися в авіаційній. танкової і ракетної техніки СРСР аж до 70-х років, зокрема, для харчування лампових пристроїв. Зокрема, на вітчизняній авіаційній техніці надзвичайно поширені однофазні (серії ПО - перетворювач однофазний) і трифазні (серії ПТ) перетворювачі, які харчуються постійною напругою 27 В, наприклад, ПО-600, який видає однофазну напругу 127 В, 50 Гц, ПТ-1000, видає трифазне напругу 36 В, 400 Гц, ПО-4500 вихідною потужністю 4,5 кВА. напругою 115 В, частотою 400 Гц [3]. Схожі перетворювачі встановлені на пасажирських вагонах випусків 50-70-хх років XX століття, наприклад, ППО-2-400У4 і MB12, що перетворюють 50 В постійного струму в 220 В, 400-425 Гц для харчування люмінесцентних світильників. або малопотужні перетворювачі, що виробляють 127 В, 50 Гц для харчування електробритв [4].

Умформер використовувалися в системах електричного живлення ЕОМ першого покоління.

Умформер (мотор-генератори) застосовуються на трамваях. тролейбусах з непрямою системою управління, електровозах та електропоїздах постійного струму [5] для отримання низької напруги (24 і 50 В відповідно), яке живить кола керування. У 80-х-90-х роках на міському електротранспорті були витіснені статичними напівпровідниковими перетворювачами на тиристорах (Тзу), а пізніше - на транзисторах.

Переваги та недоліки [ред]

До переваг можна віднести:

• гальванічну розв'язку вхідний і вихідний ланцюгів;
• отримання на виході майже ідеального синусоїдальної напруги, без шумів, пов'язаних з роботою інших споживачів мережі;
• простоту пристрою і його обслуговування;
• можливість отримання на виході трифазного напруги без істотного ускладнення конструкції;
• фільтрація кидків струму при різкій зміні навантаження або короткочасному відключенні напруги живлення за рахунок інерції ротора;
• простота рекуперації енергії.

• порівняно низький ресурс через наявність рухомих частин;
• висока маса і вартість за рахунок матеріаломісткості конструкції;
• вібрація і шум;
• необхідність технічного обслуговування (мастило підшипників, чистка колекторів, заміна щіток в колекторних машинах);
• низький ККД, як правило, 50 -70%, через подвійне перетворення енергії. [6]

В даний час [ред]

В даний час витіснений з мобільних застосувань твердотільними перетворювачами, а також більш широким використанням низьковольтної апаратури.

Як і раніше вигідно застосування в промисловості та енергетиці для перетворення порівняно великих потужностей. Перспективно застосування умформеров на основі машин подвійного живлення для передачі потужностей між мережами 50 і 60 Гц, а також між мережею з низькими параметрами напруги і частоти і мережею з особливо високими вимогами. В цьому випадку для харчування обмоток ротора застосовується ще й статичний перетворювач частоти. але потужність перетворювача потрібна менша (для наведеного прикладу перетворення 50 в 60 Гц це становить близько 1/5 повній потужності).

Примітки [ред]

Література [ред]

[Ред]