Roterende omvormer
Omzetting wisselspanning in gelijkspanning en omgekeerd
Gelijkrichter
De roterende omvormer was een motor-generatorcombinatie om wisselspanning om te zetten in gelijkspanning (en omgekeerd).


Een motor-generatorcombinatie


Een roterende omvormer heeft slechts één rotor en stator


Kwikgelijkrichter

Een roterende omvormer is de combinatie van een motor en een generator, maar gebruikt één enkle rotor en stator. De werking is ook verschillend van een motor-generatorcombinatie (dynamotor).

De stator dient voor de bekrachtiging (veldwikkeling), maar de bekrachtigingsstroom heeft geen invloed op de uitgangsspanning. De bekrachtiging dient enkel om de omvormer te doen draaien.

De rotor heet een wikkeling die geschakeld is als dynamo (met uitgangen naar de collector) en als sleepringankermotor (met drie sleepringen).

Als de omvormer als gelijkrichter gebruikt wordt, dan wordt de driefasige wisselspanning aangevoerd via de sleepcontacten en de gelijkspanning wordt afgenomen aan de borstels van de collector.

De omvormer werkt in feite als autotransformator, waarbij de borstels altijd gelijkspanning aftappen. Door de synchrone rotatie is de gelijkspanning maximaal op vaste plaatsen op de collector, en daar wordt de gelijkspanning afgenomen.

Om de slijtage aan de borstels te verminderen gebruikt men een zo laag mogelijke rotatiesnelheid, bijvoorbeeld 750 omwentelingen per minuut. Omdat de omvormer synchroon met het net draait heeft men meer polen (en een ingewikkeldere constructie) nodig als men een lagere rotatiesnelheid gebruikt.

De omvormer wordt op snelheid gebracht met een verlaagde wisselspanning. Men kan de omvormer eveneens op snelheid brengen door een gelijkspanning, maar hier is dan een complexere schakelsysteem nodig. De omvormer moet altijd synchroon met het net lopen.

Mechanisch gezien werkt de omvormer altijd onbelast. De bekrachtiging kan redelijk beperkt zijn en dient enkel om de omvormer te doen draaien. Men had evengoed permanente magneten kunnen gebruiken, maar die waren nog niet sterk genoeg toen de omvormers gebruikt werden.

De omvormers werden hoofdzakelijk gebruikt om gelijkspanning te leveren voor de trams: het was gemakkelijker het vermogen van een gelijkspanningsmotor te regelen. Tegenwoordig worden sommige trams nog altijd met gelijkspanning gevoed (de kusttram, bijvoorbeeld).

Roterende omvormers werden ook gebruikt voor andere toepassingen, bijvoorbeeld voor de voeding van de liftmotoren van steenkoolmijnen (voordat men Ward Leonard groepen ging gebruiken), voor galvanoplastie en electrolyse.

Het voordeel van een gecombineerde omvormer in vergelijking met een motor-generatorcombinatie is het hoog electrisch rendement. Zo'n omvormer heeft geen compensatiepolen nodig (zie dynamo). Een minpunt is dat de gelijkspanning vast ligt op 1.633× de wisselspanning (lijnspanning). Er is ook geen isolatie tussen de wisselspanning en de gelijkspanning. Vaak werd de omvormer door een transfo gevoed, die de middenspanning (bijvoorbeeld 15kV) omzette naar een geschikte laagspanning voor de gebruikers.

De omvormers werden gebruikt tot in de jaren 1970, toen de eerste siliciumgelijkrichters op de markt kwamen. Tussendoor werden er ook kwikdampgelijkrichters gebruikt (die geschikt waren voor een zeer hoge spanning en hoge stromen).

Gelijkrichters (kwikdamp of siliciumdiodes) gebruiken geen triphasé, maar hexaphasé waarbij er minder ondulatie overblijft. Ook is de crestfactor gunstiger.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's