Rotary-Wandler

Melina Spiegel Dezember 24, 2016 R 19 0
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Ein Drehwandler ein Typ der elektrischen Maschine, die als ein mechanischer Gleichrichter oder Wechselrichter wirkt. Es wurde verwendet, um Wechselstrom umzuwandeln in Gleichstrom oder Gleichstrom in, vor dem Aufkommen der chemischen oder Festkörper-Leistungsgleichrichtung. Sie wurden häufig verwendet, um Gleichstrom für kommerzielle, industrielle und Bahnelektrifizierung von einer Wechselstromquelle bereitzustellen.

Funktionsprinzipien

Der Drehwandler kann als ein Motor-Generator, in dem die beiden Maschinen teilen sich eine einzige Drehanker dachte, und eine Reihe von Feldspulen werden. Der grundlegende Aufbau der Drehrichter besteht aus einem Gleichstromgenerator mit einem Satz von Schleifringen in gleichmäßigen Abständen in die Rotorwicklungen abgegriffen. Wenn ein Dynamo ist die elektrischen Ströme in der Rotorwicklungen alternativen versponnen, wie es dreht sich in dem Magnetfeld der stationären Feldwicklungen. Dieser Wechselstrom wird durch einen Kommutator, Gleichstrom aus dem Rotor entnommen werden können gleichgerichtet. Dieses Prinzip wird Vorteil der durch das Einschalten der gleichen Rotorwicklungen mit Wechselstrom, der die Maschine als ein Wechselstrom-Synchronmotor handeln verursacht übernommen. Die Drehung der erregten Spulen erregt die stationäre Feldwicklungen produzierenden Teil des Gleichstroms. Der andere Teil wird Wechselstrom von den Schleifringen, die direkt durch den Kommutator in Gleichgleichgerichtet wird. Dies macht den Drehwandler ein Hybrid-Lichtmaschine und mechanischen Gleichrichter. Wenn in dieser Weise verwendet werden, um als eine Synchronwandler oder einfach eine synchrone Wandler bezeichnet wird. Die AC-Schleifringen erlauben auch die Maschine als Generator fungieren. Das Gerät kann umgekehrt werden, und DC zu den Feldwicklungen und Kommutator, um die Maschine zu drehen und produzieren Wechselstrom angelegt. Wenn sie als eine Gleichstrom-Wechselstrom-Maschine betrieben wird, um als eine invertierte Rotations Wandler bezeichnet wird.

Eine Möglichkeit, sich vorzustellen, was in einem AC-zu-DC-Wandler Dreh geschieht, ist, eine Drehumkehrschalter, die mit einer Geschwindigkeit, die synchron mit der Stromleitung ist angetrieben wird sich vorstellen. Ein solcher Schalter kann die AC-Eingangswellenform ohne magnetische Komponenten überhaupt zu beseitigen außer denen Ansteuerung des Schalters. Der Drehwandler etwas komplexer als für diesen einfachen Fall, weil es liefert nahezu DC anstatt der pulsierenden Gleich die aus nur den Umschalter führen würde, aber die Analogie zum Verständnis hilfreich sein, wie die Dreh Wandler vermeidet Umwandlung die gesamte Energie aus elektrischer in mechanische und wieder in elektrische.

Der Vorteil des Dreh Wandler über den diskreten Motorgenerator eingerichtet ist, daß die Dreh Wandler vermeidet Umwandeln der gesamte Leistungsfluss in mechanische Energie und dann wieder in elektrische Energie; ein Teil der elektrischen Energie, anstatt fließt direkt vom Eingang zum Ausgang, so dass das Dreh Wandler sehr viel kleiner und leichter als ein Motor-Generator-Satz ein äquivalentes Leistungshandhabungsfähigkeit. Die Vorteile einer Motor-Generator-Satz umfassen einstellbare Spannungsregelung, die für Spannungsabfall in der Versorgungsnetz ausgleichen kann; aber auch komplette Krafttrennung, Oberschwingungen Isolation, größere Überspannungsschutz und Überspannungsschutz, und sag Schutz durch erhöhte Dynamik zur Verfügung gestellt.

In dieser ersten Darstellung eines einphasigen, um Gleichstrom-Rotationswandler, kann es fünf verschiedene Arten verwendet werden:

  • Wenn die Spule gedreht wird, können Wechselströme von den Schleifringen entnommen werden, und es wird als ein Generator.
  • wenn die Spule gedreht wird, kann Gleichstrom aus dem Kommutator genommen werden, und es wird als ein Dynamo.
  • Wird die Spule gedreht wird, können zwei getrennte Ströme von der Armatur genommen werden, eine Bereitstellung von Gleichstrom und die andere die Bereitstellung Wechselstrom. Eine solche Maschine wird als Doppelstromgenerator.
  • Wenn ein Gleichstrom an den Kollektor angelegt wird, die Spule zu rotieren beginnt als kommutierten Elektromotor und ein Wechselstrom von den Schleifringen entnommen werden. Dies wird als ein invertierter rotierenden Umformer.
  • Wenn die Maschine bis zu der Synchrondrehzahl durch eine externe Einrichtung, und wenn die Richtung des Stroms durch den Anker über die richtige Beziehung zu den Feldspulen gebracht wird, dann wird die Spule weiterhin in sychronism mit dem Wechselstrom als Synchronmotor drehen. Ein Gleichstrom kann von dem Kommutator genommen werden. Wenn auf diese Weise verwendet, wird er als ein Dreh Konverter.

Anwendungen

Eine typische Anwendung für ein AC / DC-Wandler war für Bahnelektrifizierung, in denen Netzstrom als Wechselstrom versorgt, aber die Züge wurden entwickelt, um mit Gleichstrom arbeiten. Vor der Erfindung der Quecksilberdampfgleichrichter und High-Power-Halbleiter-Gleichrichter, könnte diese Umwandlung nur mit Motor-Generatoren oder rotierende Umformer erreicht werden.

Die meisten Maschinen und Geräte wurden von DC-Leistung bei der Jahrhundertwende, die von Drehwandler Stationen für Wohn-, Gewerbe- und Industrieverbrauch zur Verfügung gestellt wurde, betrieben. Rotierende Umformer vorgesehen Hochstromgleichstrom für industrielle elektrochemische Prozesse, wie Galvanotechnik. Stahlwerke benötigt große Mengen von vor Ort Gleichstrom für ihre Hauptrolle Antriebsmotoren. Ähnlich Papierfabriken und Druckmaschinen erforderlichen Gleichstrom zu starten und zu stoppen ihre Motoren in perfekter Synchronisation Reißen des Blattes zu verhindern.

Obsolescence

Wechselstrom-Gleichstrom-Synchron rotierende Umformer wurden in den 1930er Jahren von Halbleiter-Gleichrichter in den 1960er Jahren überholt durch Quecksilberdampfgleichrichter gemacht und später. Einige der ursprünglichen New York City U-Bahn-Stationen mit Synchron rotierende Umformer bis 1999. Im Vergleich zum Drehwandler betrieben werden, haben die Quecksilberdampf und Halbleiter-Gleichrichter müssen tägliche Wartung, manuelle Synchronisations für Parallelbetrieb, noch qualifiziertes Personal, und sie vorgesehen saubere DC Macht. Dies ermöglichte die neue Unterstationen unbemannte zu sein, nur regelmäßige Besuche von einem Techniker zur Inspektion und Wartung erfordern. AC DC ersetzt in den meisten Anwendungen und schließlich die Notwendigkeit einer lokalen DC Stationen zusammen mit der Notwendigkeit für rotierende Umformer vermindert. Viele DC-Kunden an den Netzstrom umgewandelt und Vor-Ort-Solid-State-Gleichrichter wurden verwendet, um von der Stromversorgung Stromversorgung des restlichen DC Ausrüstung.

Selbst-Balancing dynamo

Der selbstausgleich dynamo hat einen ähnlichen Aufbau zu dem Ein- und Zweiphasen-Dreh Konverter. Es wurde häufig verwendet, um eine völlig ausgewogene Drei-Draht-120/240-Volt-Gleichstromversorgung zu schaffen. Die von den Schleifringen extrahiert AC wurde in einen Transformator mit einer einzigen mittig angezapften Wicklung zugeführt. Die Mitte angezapften Wicklung bildet die DC Neutralleiter. Es benötigt, um von einer mechanischen Energiequelle angetrieben werden, beispielsweise einem Dampfmotor, Dieselmotor oder Elektromotor ist. Es könnte als ein Drehwandler als Doppelstromgenerator verwendet werden kann; der Wechselstrom verwendet wurde, um den Gleichstromneutralleiter auszugleichen.

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