Машина двойного питания

Машина двойного питания — синхронная машина, имеющая раздельное питание обмоток статора и ротора, при этом сумма (разность) частот кратна частоте вращения вала . Например: если обмотка статора двигателя запитана частотой 50 Гц, а обмотка фазного ротора — частотой 10 Гц, то частота вращения (при двухполюсных обмотках) ротора может быть, в зависимости от порядка чередования фаз ротора, 40 или 60 об/сек.

Недостатком машин двойного питания является "качание" ротора, что может вызывать выпадение из синхронизма.

Преимущество машин двойного питания: возможность работы с частотой вращения вала 6000 об/мин при питании от промышленной сети.

МДП могут работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.

Разновидностью МДП является асинхронизированная синхронная машина.

Примеры использования

Турбогенераторы. Как правило, имеют высокие обороты ротора: 3000 или 6000 об/мин, что связано с желанием получить большую удельную мощность генератора и турбины. При 6000 об/мин. при использовании обычных синхронных генераторов частота тока кратна 100 Гц. Для получения промышленной частоты 50 Гц требуется преобразователь. Включенные в противофазе обмотки ротора и статора МДП позволяют при 6000 об/мин. вырабатывать 50 Гц без использования преобразователя. (Совсем обойтись без преобразователя иногда не удается т.к. генератор связан с турбиной у которой максимальный КПД может находиться на скорости отличной от 6000 об/мин, например 6100 об/мин. Но и в этом случае такая схема выгоднее классического синхронного генератора с ПЧ). Недостатком является то, что при этом режиме энергия будет отдаваться не только со стороны статора, но и со стороны ротора, что связано со сложностями съёма больших токов ротора через щетки.

Двигатели. Подача на ротор двигателя частоты сети со сменой фаз, противоположной фазам статора, позволяет получить 6000 об/мин. Двигатель имеет 2 этапа запуска. На первом происходит понижение частоты питания ротора (статора) до 0. Двигатель при этом ничем не отличается от обычного синхронного с питанием постоянным током. На 2-м этапе регулятор опять увеличивает частоту до частоты сети, но уже с противоположным чередованием фаз. После достижения двигателем синхронизма регулятор может быть отключен, а ротор запитывается от сети с противоположным чередованием фаз.

Преобразователи частоты. МДП могут эффективно выполнять преобразование частот 50-60 Гц. Для этого используются 2 соединённые валами одинаковые МДП (умформеры). Роторы обеих машин запитываются частотой 5 Гц, но с разным чередованием фаз.

Значительный вклад в разработку МДП сделал Ботвинник Михаил Моисеевич.