Одноякорный преобразователь
В конструктивном отношении одноякорный преобразователь представляет собой электрическую машину постоянного тока, снабженную контактными кольцами, помещенными на валу со стороны, противоположной коллектору. Питание обмотки возбуждения одноякорного преобразователя постоянным током производится со стороны коллектора так же, как в машинах постоянного тока с параллельным возбуждением. В обмотке якоря протекает переменный ток. Если соединить обмотку якоря с контактными кольцами, как показано на рис. 11.9, то на них получается напряжение переменного тока. Такая электрическая машина и называется одноякорным преобразователем.
Одноякорный преобразователь обычно используется для преобразования переменного тока в постоянный. При этом по отношению к сети переменного тока он работает как синхронный двига-
Рис. 11.9. Принцип устройства (а) и схема (б) обыкновенного одно-якорного преобразователя:
/V, 5 — полюса магнита; II — напряжение постоянного тока; II—напряжение переменного тока; /в — ток возбуждения; ОБ — обмотка возбуждения; А,
Рис. 11.10. Преобразователь ПО300В: 1, 12 — подшипники; 2 — вентилятор; 3 — щит подшипниковый; 4 — контактные кольца; 5 — якорная обмотка переменного тока; 6 — катушка полюса; 7 — сердечник главного полюса; 8 — сердечник якоря; 9 — якорная обмотка постоянного тока; 10 — коллектор; 11 — щеткодержатель; 13 — регулятор центробежный; 14- вал; 15- крышка; 16- коробка выводов; 17′ — коробка фильтра; 18 —
станина; 19 — лапа тель, а по отношению к сети постоянного тока — как генератор постоянного тока. Эта машина может также преобразовывать постоянный ток в переменный.
Одноякорный преобразователь ПО300В, предназначенный для питания радиостанции, представлен на рис. П. 10.
Преобразователь ПО300В защищенного исполнения имеет магнитную систему, общую для постоянного и переменного тока. Два главных полюса этой системы состоят из сердечника 7 и обмотки 6 последовательного и параллельного возбуждения.
Якорная обмотка постоянного тока 9 независима от обмотки переменного тока 5. Эти обмотки заложены в одни и те же пазы сердечника якоря 8 и выведены соответственно к коллектору 10 и контактным кольцам 4. Коллектор и контактные кольца расположены с разных сторон сердечника якоря. Вентиляция преобразователя осуществляется центробежным вентилятором 2, расположенным за подшипниковым щитом 3. Подшипниковые щиты имеют гнезда для установки подшипников 1, 12. На подшипниковом щите установлена траверса со щеткодержателями 11. Для крепления одно-якорного преобразователя снизу к станине 18 приварены лапы 19. Сверху к станине крепится коробка фильтра 77, в которой расположена коробка выводов 16. Коробка фильтра закрыта крышкой 15.
Для поддержания постоянной частоты вращения преобразователя при колебаниях нагрузки и напряжения питающей сети, на конец вала 14 преобразователя насажен центробежный регулятор частоты вращения 13.
На опытной партии тепловозов 2ТЭ116 для питания кондиционера применяется преобразователь АПТ-5-50 брызгозащищенного исполнения, преобразовывающий постоянный ток в трехфазный переменный. В состав преобразователя входят:
двухмашинный агрегат, состоящий из электродвигателя постоянного тока и генератора переменного тока, выполненных в одном корпусе;
пускорегулирующая аппаратура, состоящая из блока регулирования БР-5, блока сопротивлений БС-1/13 и пускателя ПП3343.
Пускорегулирующая аппаратура обеспечивает пуск, остановку и защиту электродвигателя от перегрузок; стабилизацию напряжения и частоты на выходе преобразователя.
Источник
Механику-бригадиру проводников — Преобразователи тока
Содержание материала
Генераторы вагонов с радиопунктом вырабатывают постоянный ток напряжением 50 или 110 в. Чтобы использовать эти источники тока для питания радиоустройств, работающих на переменном токе, устанавливаются преобразователи типов ПО-300Б, ПНД-5 и АПО-0,3, к электродвигателям которых подается постоянный ток, а с генераторной части снимается переменный однофазный ток частотой 50 Гц.
Техническая характеристика преобразователей тока 
Преобразователь типа ПО-300Б предназначен для питания радиоаппаратуры связи, однако успешно используется и в поездном радиовещании. Устанавливается преобразователь 1 (рис. 79) горизонтально в подвагонном ящике и крепится на плите четырьмя болтами 6.
Для амортизации под лапы станины подкладываются резиновые прокладки 7 толщиной 20—25 мм. Внутри ящика провода постоянного тока 4 подведены к клеммной планке 2, а переменного тока 5 — к щитку 3, к которым подключается рабочий и резервный преобразователи. Соединительные провода сечением не менее 2,5 мм 2 заключены в электростатический экран, соединенный с корпусом вагона.
У преобразователя имеются:
двухполюсная магнитная система, общая для электродвигателя и генератора. Обмотки постоянного и переменного тока заложены в одни и те же пазы общего якоря, но являются независимыми. Коллектор и контактные кольца расположены на противоположных концах якоря;
принудительная вентиляция. Охлаждающая воздушная струя, создаваемая вращающейся крыльчаткой, поступает через жалюзи колпака со стороны коллектора, проходит между катушками возбуждения, обтекает якорь и выходит в жалюзи колпака со стороны контактных колец;
автоматический центробежный регулятор (АЦР), предназначенный для поддержания постоянного числа оборотов якоря и частоты переменного тока.
Рис. 79. Преобразователь тока типа ПО-300Б, установленный в подвагонном ящике
Принцип действия АЦР такой. Замыкающие контакты включены последовательно с шунтовой обмоткой возбуждения преобразователя; параллельно с контактами включен резистор R1-2QQ Ом (рис.80). В этом состоянии подвижной контакт удерживается пружиной, натяжение которой отрегулировано на номинальный режим работы. Некоторое время после запуска преобразователя контакты находятся в разомкнутом состоянии и в цепи этой обмотки резистор R1 остается включенным.
Если напряжение питающей сети увеличивается, то возрастает и число оборотов якоря. Когда скорость вращения превышает номинальную, на которую отрегулирована пружина, контакты АЦР за счет центробежной силы замыкаются и шунтируют резистор, вследствие чего ток через обмотку возбуждения растет и увеличивает магнитный поток. В результате число оборотов якоря уменьшается и, наоборот, при снижении оборотов контакты АЦР размыкаются, в цепь включается дополнительное сопротивление резистора R1, ток возбуждения уменьшается, возрастает скорость вращения якоря.
У большинства преобразователей типа ПО-300Б регулировать АЦР можно без остановки агрегата, что удобно в эксплуатации. Если скорость вращения якоря выше номинальной, требуется ослабить натяжение пружины, для чего нужно, не останавливая преобразователь, левой рукой придержать регулировочную гайку 6 (рис. 81), а правой повернуть торцовую гайку 7 против часовой стрелки. Если скорость вращения якоря меньше номинальной, следует увеличить натяжение пружины, поворачивая гайку 7 по часовой стрелке до установления номинальной его скорости.
Рис. 80. Электрическая схема преобразователя тока типа ПО-300Б:
С1—С8 — конденсаторы фильтра; R1 — шунтирующий резистор; R2 и C15 — искрогаситель АЦР; С9 —С14 — проходные конденсаторы; Др1—Др4 — дроссели фильтра; 1 — фильтр; 2 — прокола к нагрузке; 3 — провода к питанию; 4— центробежный регулятор; S и N — полюсы электромагнита
Рис. 81. Центробежный регулятор преобразователя типа ПО-300Б:
1 и 2 — подвижной и неподвижный контакты; 3 — планка; 4 — контактные кольце; 5 — пружина; 6 и 7 — регулировочная и торцовая гайка
Рис. 82. Центробежный регулятор преобразователя типа ПО-300Б: 1 и 2 — левая и правая (по рисунку) гайки; 3 — пружина; 4 и 5 — подвижной и неподвижный контакты; 6 — карболитовый корпус; 7 — контактные кольца
Некоторые преобразователи типа ПО-300Б выпуска 1960— 1961 гг. имеют головку АЦР, конструкция которой показана на рис. 82. Принцип действия этого регулятора такой же, как у предыдущего, но отличается он регулировкой. Этот АЦР неудобен тем, что регулировать его можно только в нерабочем состоянии преобразователя. Элементы регулятора смонтированы в карболитовом корпусе 6. Регулировка производится натяжением пружины 3. Если скорость вращения якоря преобразователя больше номинальной, следует ослабить натяжение пружины, если меньше— увеличить, пользуясь для этой цели гайками 1 и 2.
Достоинства преобразователя тока типа ПО-300Б: устойчивость работы; наличие эффективных фильтров, подавляющих помехи радиоприему в диапазоне между 160 кГц и 50 МГц при работе агрегата; отсутствие необходимости в ручной регулировке числа оборотов, что очень важно в поездных условиях. Детали фильтра — катушки индуктивности и конденсаторы — размещены в коробке, закрепленной на корпусе преобразователя.
Недостатки этого преобразователя — сравнительно небольшая отдаваемая мощность и частый выход из строя контактов АЦР.
Рис. 83. Преобразователи:
а — типа ПНД-5; б — типа АПО-0,3 (защитный колпак со стороны АЦР снят) 
Преобразователь типа ПНД-5 (рис. 83, а) предназначен для питания аппаратуры поездного радиопункта. Состоит он из электродвигателя постоянного и генератора переменного тока, расположенных на одном валу и смонтированных в одном металлическом корпусе, но с самостоятельными магнитными системами. У него имеется автоматический центробежный регулятор, который поддерживает постоянную скорость вращения якоря, а следовательно, и частоту переменного тока при колебаниях тока в питающей сети и изменениях нагрузки. Преобразователь работает от сети постоянного тока 43—60 в и создает переменный ток 110—132 в.
Регулятор состоит из двух полуколец 1 и 2 (рис. 84), двух щеткодержателей и диска с пружинными контактами, расположенными на общем валу преобразователя. Резисторы RI и R2 регулятора закреплены на корпусе преобразователя и закрываются съемной крышкой. Величина сопротивлений этих резисторов устанавливается в радиомастерской по приборам и в эксплуатации меняться не должна. Резистором R3 регулируется переменное напряжение (±7 в) в пределах номинального напряжения. Резистор R4 и конденсатор С5 служат для гашения искры, возникающей при размыкании контактов регулятора. В период эксплуатации преобразователя допускается регулировка частоты переменного тока путем изменения зазора между контактами АЦР.
При уменьшении этого зазора происходит снижение частоты тока и числа оборотов якоря, а при увеличении зазора — повышение их. Зазор между контактами изменяется ввертыванием или вывертыванием регулировочного винта, установленного на диске АЦР. Эту операцию можно выполнять только в нерабочем состоянии преобразователя. Элементы АЦР расположены с правой стороны якоря агрегата и закрываются съемным колпаком.
Для подавления радиопомех, создаваемых при работе преобразователя, в цепи между корпусом и зажимами постоянного и переменного тока включены защитные конденсаторы С1—С4 типа К32 (0,5 мкФ).
Преобразователь типа АПО-0,3 (см. рис. 83,б), предназначенный для питания аппаратуры поездных радиопунктов, модернизирован из преобразователя ПНД-5. Принципиальная электрическая схема преобразователей АПО-0,3 и ПНД-5 аналогична (см. рис. 84). Однако защитные конденсаторы С1—С4 в преобразователе АПО-0,3 устанавливаются типа КЗ (0,1 мкФ). По сравнению с ПНД-5 преобразователь АПО-03 имеет несколько меньшие габариты и вес.
К недостаткам преобразователей типа АПО-0,3 относятся: быстрое загрязнение полуколец АЦР, из-за чего происходит частый подгар их поверхности и преждевременный износ; неудобный доступ к коллектору постоянного и кольцам переменного тока; необходимость частичной разборки корпуса преобразователя при чистке и профилактическом ремонте, что усложняет эксплуатацию (особенно в поездных условиях).
Эксплуатация и ремонт преобразователей. Повседневный уход, выполнение графика технологического процесса обслуживания обеспечивают бесперебойную работу и продлевают срок службы преобразователей. Особое внимание следует уделять состоянию коллектора, колец и контактов АЦР, поверхность которых должна постоянно содержаться в чистоте.
Коллектор при нормальной эксплуатации приобретает красноватый цвет с фиолетовым оттенком. Производя осмотр и профилактический ремонт перед каждым рейсом и в пункте оборота поезда, обращают внимание на скопление графитовой и металлической пыли в шлицах между пластинками, а также на отсутствие заусенцев. Загрязненные шлицы прочищают заостренной пластинкой из твердого дерева или пластмассы. Нагар с коллектора или колец удаляется чистой тряпкой, слегка смоченной бензином, и только в исключительных случаях, когда таким способом отчистить коллектор не удается, — полоской стеклянного полотна или наждачной бумаги зернистостью 180—320 (ГОСТ 5009—62).
В пути следования необходимо периодически осматривать преобразователь, обращая внимание на исправность щеткодержателей, состояние коллектора, колец, полуколец и контактов АЦР, защитных фильтров, соединительных проводов с наконечниками и др. Наиболее подвержены износу щетки, которые по мере срабатывания надо заменять. Возникновение электрической искры между коллектором (кольцами) и щеткой может привести к нарушению нормальной работы преобразователя: повышенному нагреву ламелей, подгару коллектора и др. Допустимо, когда по краям щетки образуются небольшие искры зеленовато-голубого цвета. При наличии белых или красных искр необходимо проверить крепление щеткодержателя, нажатие щеток, а также посмотреть, нет ли загрязнения коллектора или колец. При «залипании» контактов АЦР следует удалить наплывы (наплыв на одном — впадина на другом контакте) бархатным напильником.
Повышенное искрение — это дополнительные помехи радиоприему. Поэтому содержанию щеток необходимо уделять повседневное внимание. Перед постановкой щетку притирают по месту. Для этого полоску стеклянной бумаги накладывают на коллектор рабочим слоем к щеткам и несколько раз сдвигают ее в ту и другую сторону. Затем бумагу удаляют и окончательно притирают щетки на коллекторе и кольцах при включенном преобразователе без нагрузки в течение 20—30 мин. Шлифовку можно считать законченной, если 70% рабочей площади щетки прилегает к коллектору (кольцам) и она имеет блестящую поверхность без заметных рисок. Щетка должна свободно перемещаться в держателе, но зазор не должен превышать 0,5 мм. Нажим щеток, регулируемый пружинами щеткодержателей, не должен превышать на коллекторе 250— 300 Г. на кольцах генератора — 150—200 Г и на полукольцах АЦР — 25—35 Г.
Для преобразователей тока типа ПО-300Б применяются щетки марок: ЭГ-4 размерами 10X16X20 мм для коллектора электродвигателя, М6 размерами 8X8X22 мм для колец генератора, М6 размерами 3X4X15 мм для АЦР.
Преобразователи типа ПНД-5 оборудованы щетками марок: ЭГ-4 — для коллектора электродвигателя, ЭГ-2 — для колец генератора и полуколец АЦР. Все эти щетки имеют размеры 10X12, 5X32 мм.
Для преобразователей типа АПО-0,3 используются щетки ЭГ-14 для коллектора (6X15X20 мм), ЭГ-4 — для колец генератора (10X7X20 мм) и полуколец АЦР (8X9X20 мм).
Если во время работы преобразователя прослушиваются стук, посторонние шумы, имеется повышенная вибрация, это происходит из-за неправильной сборки или из-за перекоса в подшипниковых щитках, износа подшипников, ослаблений бандажей якоря или его разбалансировки, отсутствия смазки. Межвитковое замыкание в обмотке якоря в простейшем случае определяется на ощупь по нагреву коллектора — в этом случае его пластины будут нагреваться неравномерно. При выработке коллектора и колец якорь снимается для проточки на токарном станке.
К преобразователям ПНД-5 и АПО-0,3 придаются пусковые трехсекционные реостаты с сопротивлением 8,84 Ом типа РПС2511/9 и шестисекционные 2,5—6,5 Ом типа РВ-5102 (ГОСТ 1888—49). В комплект ПО-300Б пусковой реостат не входит, но в поездных условиях его подключение необходимо, для чего можно использовать указанные типы реостатов.
Во всех преобразователях перед пуском во избежание прожогов на коллекторе необходимо снять нагрузку и убедиться, что реостат выключен. У нормально работающего преобразователя в подшипнике не должно быть повышенного шума и утечки смазки. Температура окружающего воздуха при работе должна быть в пределах от +40 до —40°С. Для обеспечения нормальной вентиляции и предотвращения попадания грязи внутрь преобразователей эксплуатировать их следует с защитными колпаками, а ящик содержать в чистоте. Края крышки подвагонного ящика должны иметь резиновую прокладку по периметру, предохраняющую от попадания пыли и снега. Когда радиоузел имеет длительный перерыв в работе, преобразователи при низких температурах следует изредка включать для прогревания на 10—15 мин.
Промывка подшипников и замена смазки осуществляются после 2 000—2 500 ч работы, но не реже одного раза в год.
Таблица 8
Таблица 9 
На многих дорогах успешно работают преобразователи ПО-300Б, переоборудованные с напряжения 50 а на 110 в. Для этого, не изменяя данных генератора, производят перемотку якоря электродвигателя и обмоток возбуждения преобразователя (табл. 8). Обмотка якоря петлевая двухслойная.
Следует отметить, что после перемотки преобразователи работают более стабильно. Объясняется это тем, что с увеличением напряжения ток в цепи АЦР уменьшается, вследствие чего подгар контактов наблюдается реже.
Наиболее часто встречающиеся неисправности преобразователей тока типов ПО-300Б, ПНД-5 и АПО-0,3 приведены в табл. 9.
Источник
