2tom165

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 332

na parę biegunów. Szczotki są połączone z suwakiem transformatora regulacyjnego, często w wykonaniu autotransformatorowym (rys. 5.71). Transformator regulacyjny jest niekiedy wyposażony w dodatkowe uzwojenie kompensacyjne do poprawy współczynnika mocy. Regulację prędkości obrotowej uzyskuje się przez zmianę napięcia U_k zasilającego układ szczotkowy. Rozruch następuje przez bezpośrednie włączenie do sieci w położeniu najmniejszej prędkości obrotowej.

Silnik ma bocznikową charakterystykę mechaniczną n = /(M) (rys. 5.72) przy określonym napięciu U_t. Regulacja prędkości obrotowej jest możliwa w zakresie pod-i nadsynchronicznym. Sprawność silnika jest nieco mniejsza niż silnika indukcyjnego.

Niektóre firmy (np. AEG) zamiast transformatora regulacyjnego stosują w tych silnikach regulator indukcyjny (rys. 5.73). Wirnik regulatora jest mechanicznie sprzęgnięty z układem szczotkowym w celu skompensowania wzajemnego przesunięcia fazy napięcia stojana i wirnika. Sprzęgnięciem tym można powodować kompensację współczynnika mocy. Przy określonym sprzęgnięciu silnik jest skompensowany tylko dla jednego kierunku obrotów.

LI-

L2-

L3— U"

Rys. 5.73. Układ połączeń silnika komutatorowego trójfazowego zasilanego od strony stojana z regulatorem indukcyjnym

Silniki te są budowane o mocy do ok. 100 kW i są stosowane do napędu wentylatorów, maszyn włókienniczych, w przemyśle papierniczym. Maszyny te są także stosowane w układach hamowniczych przy szerokiej zmianie prędkości obrotowej jako prądnice komutatorowe prądu przemiennego do zwrotu energii do sieci (hamownice do obciążania silników elektrycznych, silników spalinowych itp.). Tego typu hamownice są produkowane przez Zakłady MEZ we Vsetinie (Czechy).

5.43.2. Silniki trójfazowe zasilane od strony wirnika (silniki Schragego)

W stojanie znajduje się uzwojenie trójfazowe nieskojarzone. Początki i końce tego uzwojenia są połączone ze szczotkami na komutatorze. W wirniku w tych samych żłobkach są umieszczone dwa niezależne uzwojenia. Jedno trójfazowe — skojarzone w gwiazdę lub w trójkąt — przez pierścienie ślizgowe jest przyłączane do sieci zasilającej (rys. 5.74). Drugie uzwojenie — wykonane jak w maszynach prądu stałego — jest połączone z komutatorem. Na komutatorze znajdują się dwa układy szczotek, po trzy szczotki na każdą parę biegunów w każdym układzie. Układy szczotek są umieszczone na jarzmach wzajemnie przesuwanych symetrycznie lub niesymetrycznie w przeciwnych kierunkach. Do jednego układu szczotek są przyłączone początki, a do drugiego — końce uzwojenia stojana.

Jeżeli szczotki obu układów ruchomych są ustawione na tym samym wycinku komutatora, silnik pracuje jak silnik indukcyjny zasilany od strony wirnika (patrz p. 5.2.4).

Przy przesuwaniu szczotek w jednym kierunku uzyskuje się płynną regulację prędkości obrotowej w zakresie podsynchronicznym; przy przesuwaniu w przeciwną stronę — regulację w zakresie nadsynchronicznym. Zakres regulacji może być 1:3, 1:5, a nawet 1:10. Silnik ma bocznikową charakterystykę mechaniczną (rys. 5.75).

Rys. 5.74. Układ połączeń silnika Schragego    Rys. 5.75. Charakterystyka mechaniczna silnika

1 — uzwojenie zasilane z sieci, 2 — uzwojenie połączone    Schragego

z komutatorem, 3 — uzwojenie stojana    / przy szczotkach zsuniętych, 2 — przy

szczotkach maksymalnie rozsuniętych,

3 przy szczotkach skrzyżowanych i maksymalnie rozsuniętych, a kąt rozchylenia szczotek

W silnikach większej mocy stosuje się kompensację współczynnika mocy przez niesymetryczne rozsuwanie szczotek. Kompensacja taka może być stosowana tylko dla jednego kierunku obrotów. Przy zmianie kierunku obrotów silnika skompensowanego należy także zmienić połączenia uzwojeń stojana z poszczególnymi układami szczotek.

Rozruch odbywa się przez bezpośrednie włączenie silnika do sieci przy ustawionych szczotkach na pozycji najmniejszej prędkości obrotowej. W silnikach dużej mocy stosuje się czasami w czasie rozruchu włączenie rozrusznika w obwód uzwojenia stojana.

Silniki Schragego są najczęściej stosowane spośród silników komutatorowych trójfazowych w napędach wymagających szerokiego zakresu regulacji prędkości obrotowej przy zachowaniu bocznikowej charakterystyki mechanicznej, np. w przemyśle papierniczym, włókienniczym, cukrowniczym i obrabiarkowym.

Silniki te są budowane na napięcie do 500 V o mocach do ok. 300 kW. Wadą ich są duże wymiary, duża masa oraz duży koszt.

5.4.4. Silniki trójfazowe szeregowe

Stojan jest wykonany podobnie jak w maszynie indukcyjnej trójfazowej z tym, żc początki uzwojeń fazowych są przyłączone do sieci, a końce są połączone ze szczotkami na komutatorze. Wirnik jest wykonany jak w maszynie prądu stałego. Na komutatorze są ustawione zespoły trzech szczotek na każdą parę biegunów (rys. 5.76). Jarzmo układu szczotkowego umożliwia jednoczesne przesuwanie wszystkich szczotek na obwodzie komutatora. Jeżeli oś uzwojenia stojana i oś uzwojenia wirnika tworzą kąt a (rys. 5.76), to