Вопрос № 2. Назначение, конструкция и работа преобразователя ПО-750

 

Преобразователь однофазный ПО-750 преобразует постоянный ток напряжением 27В в однофазный переменный ток напряжением 115В, частотой 400 Гц.

Преобразователь состоит из электромашинного агрегата и коробки управления (Рис. 2).

 

 

Рис. 2. Общий вид преобразователя ПО-750А в разрезе: I - корпус; 2 - полюс двигателя; 3 - полюс генераторa; 4 - обмотка возбуждения двигателя; 5 - обмотка возбуждения генератора; 6 - якорь; 7 - коллекторный щит; 8 - щеткодержатель; 9 - щетка; 10 - колпак; 11 - щит; 12, 16 - колпаки; 13 - вен­тилятор; 14 - головка центробежного переключателя;

15 - панель; 17 – кнопка возврата

 

Электромашинный агрегат - однокорпусный, состоит из четырёх полюсного электродвигателя постоянного тока и однофазного синхронного генератора. Коробка управления смонтирована на корпусе электромашинного агрегата. В ней расположены элементы запуска, схемы автоматической стабилизации напряжения и частоты переменного тока преобразователя.

Стабилизация напряжения и частоты переменного тока преобразователя в этом преобразователе осуществляется следующим образом. Чувствительным и усилительным элементом схемы регулирования является магнитный усилитель ДО-12-70Н (см. рис.3).

 

 

Рис. 3. Принципиальная схема преобразователя ПО-750

Он представляет собой Ш -образный сердечник из листовой электротехнической стали, на среднем стержне которого расположены три обмотки постоянного тока, а на крайних - рабочая обмотка РО переменного тока.

Управляющая обмотка УО включена на напряжение генератора через резистор R2, селеновый выпрямитель В2 и конденсатор С4. Конденсатор С4 является чувствительным элементом, так как его сопротивление изменяется обратно пропорционально частоте. При изменении напряжения и частоты переменного тока преобразователя будет пропорционально изменяться и ток управляющей обмотки УО усилителя, а следовательно, и магнитный поток.

Обмотка нейтрализации ОН присоединена на выход электромагнитного стабилизатора ЭМС-2Б, через резисторы R4, RC-4M и выпрямитель В3. Стабилизатор ЭМС-2Б представляет собой двухстержневой сердечник, стержни которого имеют неодинаковое сечение. На стержне большего сечения намотаны первичная W1 и компенсационная обмотки КО, на стержне меньшего сечения W2 расположена вторичная обмотка. Первичная обмотка включена на выходное напряжение преобразователя. При изменении напряжения преобразователя ЭДС, индуктируемая во вторичной обмотке, будет изменяться в меньшей степени. Для того чтобы компенсировать и это небольшое изменение ЭДС, последовательно и встречно с вторичной обмоткой стабилизатора включена компенсационная обмотка КО, ЭДС которой увеличивается пропорционально подводимому напряжению. Таким образом, на обмотку нейтрализации ОН подаётся стабилизированное напряжение, равное разности напряжений вторичной и компенсационной обмотки КО.

Магнитный поток обмотки нейтрализации ОН направлен встречно магнитному потоку управляющей обмотки УО. Обмотка нейтрализации ОН нужна для выбора рабочей точки усилителя на прямолинейном участке регулировочной характеристики.

Обмотка обратной связи ООС включена параллельно управляющей обмотке УО электродвигателя через резисторы R1, R4. Она предназначена для повышения чувствительности системы регулирования, а её магнитный поток совпадает с потоком управляющей обмотки УО усилителя.

Рабочая обмотка РО подсоединена на напряжение генератора и состоит из двух ветвей. Она включена так, что за период изменения тока по ветви протекает только полуволна тока, причём создаваемые постоянными составляющими магнитные потоки в среднем стержне суммируются и создают поток внутренней положительной обратной связи, направленной согласно с магнитным потоком обмотки УО. Выпрямленным током рабочей обмотки РО через выпрямитель В1 питается управляющая обмотка УО электродвигателя.

Напряжение и частота регулируются следующим образом. При уменьшении выходного напряжения и частоты переменного тока вследствие увеличения нагрузки или падения напряжения питания ток в обмотке УО усилителя и магнитодвижущая сила этой обмотки уменьшится. Магнитодвижущая сила обмотки нейтрализации останется неизменной. Усилитель будет подмагничиваться за счёт результирующей магнитодвижущей силы

 

IN _р = IN _УО + IN _ООС – IN _ОН.

 

Результирующая магнитодвижущая сила и напряжённость поля усилителя уменьшаются. Магнитная проницаемость сердечника и индуктивное сопротивление рабочей обмотки растёт. Ток в обмотке РО усилителя и в обмотке УО электродвигателя падает. Уменьшается и суммарный магнитный поток электродвигателя, а его частота вращения и частота тока увеличиваются.

При возрастании напряжения и частоты переменного тока преобразователя выше заданных значений процесс регулирования протекает в обратном порядке.

Особенность данного преобразователя в том, что сериесная обмотка СО электродвигателя включена последовательно с сериесной обмоткой СОГ генератора. Такое включение обмоток позволяет осуществлять частичное регулирование напряжения генератора при изменении нагрузки преобразователя. Например, при повышении нагрузки преобразователя напряжение генератора уменьшается, Ток, потребляемый электродвигателем, и ток, протекающий по обмотке СОГ, увеличиваются, что вызывает рост магнитного потока и напряжения генератора. При снижении нагрузки процесс частичной стабилизации напряжения протекает в обратном порядке.

Для коррекции напряжения по частоте в схему регулирования напряжения и частоты переменного тока преобразователя введена гибкая отрицательная обратная связь в виде последовательного резонансного контура (дроссель ДК-20, конденсатор С9), настроенного на резонансную частоту 450-480 Гц и включенного последовательно с управляющей обмоткой УОГ генератора.

При увеличении частоты переменного тока возрастают ток во внешней цепи последовательного резонансного контура, ток в управляющей обмотке генератора, суммарный магнитный поток и напряжение генератора. Таким образом, повышается сигнал, подаваемый на обмотку УО усилителя, а это, в свою очередь, увеличит быстродействие схемы регулирования.

При уменьшении частоты коррекция работает в обратном порядке. Таким образом, за счёт резонансного контура улучшается устойчивость схемы регулирования при переходных процессах.

Для уменьшения влияния температуры окружающей среды и собственного нагрева преобразователя в схеме предусмотрена температурная компенсация отдельных цепей - резисторы R3, R5, RC-4M. Резистор RC-4M одновременно является элементом настройки схемы. Резистор RC - 4M, шлиц которого выведен на переднюю панель коробки управления, служит и для ручного регулирования уровня напряжения в пределах ±4 В.

 

Вывод: преобразователь однофазный ПО-750 преобразует постоянный ток напряжением 27В в однофазный переменный ток напряжением 115В, частотой 400 Гц. Преобразователь состоит из электромашинного агрегата и коробки управления. Электромашинный агрегат - однокорпусный, состоит из четырёхполюсного электродвигателя постоянного тока и однофазного синхронного генератора. Коробка управления смонтирована на корпусе электромашинного агрегата. В ней расположены элементы запуска, схемы автоматической стабилизации напряжения и частоты переменного тока преобразователя.

 

Заключение

 

Электромашинные преобразователи представляют собой комбинированный агрегат постоянного тока с регулятором частоты вращения и генератора переменного тока со стабилизацией выходного напряжения. Вследствие двойного преобразования энергии имеют низкий коэффициент полезного действия - 0,45-0,5. Наиболее широкое применение нашли преобразователи типа ПТ, ПО.

 

Задание на самостоятельную подготовку

 

1. Назначение, конструкция преобразователя ПТ-500Ц.

2. Назначение, конструкция преобразователя ПО-750.

3. Работа преобразователя ПТ-500Ц.

4. Работа преобразователя ПО-750.

 

Литература

 

1. Е. Е. Ивушкин, М. Д. Миронов "Устройство авиационных электрических машин". Учебное пособие. ДВВАИУ, Даугавпилс, 1983 г. стр. 153…175.

2. А.П. Барвинский, Ф. Г. Козлова Электрооборудование самолётов (устройство и эксплуатация) Москва «Транспорт» 1981г. стр. 80…81.

3. А. С. Тыртычко, Н. Н. Точилов, М. М. Ногас, В. М. Блувштейн. «Авиационное оборудование вертолётов», Воениздат. Москва 1981г. стр. 70…80.

 

Начальник цикла военной кафедры при ГУАП

подполковник А. Бакланов