и поток возбуждения нецелесообразно, так как при этом снижаются допустимый момент Mgon и модуль жесткости механических характеристик. Поэтому регулирование скорости от нуля до основной осуществляется нз-мененнем ЭДС преобразователя в пределах пр = О 1/нов при полном потоке двигателя (Ф = Фяом) и, следовательно, прн Лдоп Л1иом. я регулирование выше основной скорости производится при Е р = Уном = = const ослаблением потока (Ф < Фном) при

Л1доп = Яцои/Ю.

4.4.1. Регулирование скорости при непрерывном изменении напряжения

Система электропривода генератор -двигатель (Г - Д) для питания цепи якоря двигателя постоянного тока использует отдельный электромашннный генератор, обеспечивающий возможность изменения ЭДС в широких пределах. Принципиальная схема системы Г -Д показана иа рнс. 4.-23. Якорь

Рас 4.23. Првпдвпвальная схема системы генератор -дввгатбль.

дрнгателя М, скорость которого необходимо регулировать, подключен иепосредственно к выводам якоря генератора G. Последний приводится во- вращение с помощью двигателя переменного тока Ml, и качестве которого может быть использовав асннхроншлй или синхроиный двигатель.

Обмотки возбуждения двигателя н генератора получают питание от сети с неизменным напряжением Ьв- В тех случаях, когда кет сети постоянного тока, для питания цепей возбуждения используется отдельный генератор-возбудитель 61, который приводится во вращение двигателем Ml основного генератора. В ряде случаев обмотки возбуждения генератора н двигателя имеют отдельные источники питания.

Для изменения Яг необходимо осуществлять изменение С целью регулирования £г в широких пределах необходимо, чтобы в цепи обмоткн возбуждення генератора было предусмотрено устройство, обеспечивающее изменение /в,г от нуля до номинального значения. Кроме того, обычно бывает необходимо изменять полярность ЭЩ1 генератора, что позволяет осуществить реверс двигателя Л{, не прибегая к переключениям в цепн якоря. В связи с этим предусматривается возможность изменения направления тока в об-

мотке возбуждения генератора LG. На рнс. 4.23 показана простейшая схема включения LG, в которой с помопи>ю потенциометра п в.г осуществляется регулирование тока возбуждения генератора от /в.г = О до и.ттах= UJRo,b.t ДЛЯ нзменення направления /g,r служит реверсивный контактный мостик, состоящий нз контакторов КМ1 и КМ2.

Уравнения электромеханической и механической характеристик двигателя в системе Г - Д имеют вид (4.21), (4.22), где j, =

= йг,г + йа.д + сГ Ля,д - сопротивление цепи якоря двигателя, определяемое сопротивлениями обмоток собственно якоря, дополнительных полюсов н компенсационной, а также щеточных контактов; /7 -то же для генератора; - то же соединительных проводов.

Скорость идеального холостого хода двигателя

Шог-д = Яг/*Фном-

Прн анализе показателей регулирования в системе Г - Д скорость генератора обычно принимается неизменной, что справедливо в случае использования в качестве Ml синхронного двигателя. В случае же нспользо-вання в качестве Ml асинхронного двигателя с изменением нагрузки скорость генератора, как правило, изменяется на незначительную нелнчину, которой практически часто .можно пренеечь.

Электромеханические н механические характеристики двигателя в системе Г - Д представляют собой семействапараллельных друг другу прямых, отсекающих на оси ординат отрезки ооо г-я> пропорциональные потоку генератора Фр. Эти характеристики приведены на рис. 4.24.

Момент на валу Ml определяется механическими потерями вращающегося агрегата Ml - О АМвех = const, моментом, создаваемым возбудителем (если он есть), М = = const и электромагнитным моментом генератора Л!, = krQ>j.L.

Если Ml - АД, то скорость холостого хода ДПТ М определяется только потоком генератора, а модуль жесткости механических характеристик растет со снижением Фр, а значит, и с уменьшением % г д. Для рассматриваемого случая механические характеристики представляют собой семейство прямых, наклон которых уменьшается, а модуль жесткости увеличивается прн снижеини потока генератора. Наибольшую жесткость будет иметь характеристика прн Фг = О, которая соответствует режиму динамического торможения двигателя.

Анализ механических характеристик на рнс. 4.24 и уравнения (4.22) шжазывает, что двигатель М может работать как в двигательном, так н в тормозных режимах при обоих направлениях вращения. Двнгательшшу режиму, как и прн питании, от сётв с &(. = = const, соответствуют I к П1 квадранты плоскости мехаин<юсквх характериспш (Л1,<о).

Двигатель, включенный по схеме Г- Д, может также работать и в тормозных режимах. Режим динамического торможения осуществляется в том случае, когда Фг = О, а значит, и Ег= 0. Соотаетствующая этому режиму

Естественная

Рнс 4.24. Электроиехавическве (а) в ыеханнче-скне (6) характервстнкв свстены генератор-двигатель при <0j. = const. I Фг, иом I > I *г1 I > > I Фг2 I-

характервстика проходит через начало координат.

Торможению противовключеиием соответствует одинаковое направление ЭДС машин М и С В этом случае при г д О знаки (йогд и ш будут разными. Соответствующие режиму торможения противовключе-вием зоны лежат между осью абсцисс и характеристикой динамического торможения. На рис. 4.24 они отмечены наклонной ппри-ховкой.

Режим рекупативного торможения осуществляется при условии £д > £г нли ш > > 9а г а- Характерной особенностью рассматриваемой системы является возможность рекуперации энергии при отиосвтельно низкой угловой скорости двигателя, что, например, позволяет осущесталять тмозной спуск гщаов при пониженной скорости с рекупе-

рацией энергии в сеть в приводах подъемных механизмов. Зоны, соответствующие режиму рекуперативного торможения, отмечеяы иа рис. 4.24 вертикальной штриховкой.

При оценке экономических показателей системы Г - Д следует прежде всего обратить внимание иа тот факт, что поток энергии, передаваемой приводом рабочему мекаиизму, последовательно проходит через двигатель генератора Ml, генератор G и двигатель М. В связи с этим моишость каждой из указанных машин должна быть не меиьию полной мощности, передаваемой иагрузш. Если считать, что номинальная мощность двигателя Рд.нов равна модщости нагрузки, то суммарная моишость электрических машин системы Г - Д

нон S г-д вон д. г f иом г + Рд. вон ЗРд, вон

где Рном.г. нонд.г-номинальные значения мощности соотаетствеиио G и Ml.

Если учесть, что при выбор? генератора G и его приводного двигателя Ml следует руководствоваться соотноиеииямн:

м. г д аои/Пнои. д Н

Р aoHn.tP BOB. r/%OB> г

а также учесть дискретный характер ряда номинальных значений мощности электрических машин, то иа практике обычно имеет место соотношение

Рнов2г-д = (3.5-*-4)Р,. .

Здесь Т1аои,я. Пиом,г - значения КПД соответственно Л? н б при работе этих машин в иомииальиом режиме.

Следует иметь в виду, что для монтажа вращающихся преобразователей необходим специальный фундамент.

Если принять, что в качестве генератора и даигателя используются машины с одинаковыми параметрами, то КПД якорной цепи оценивается как

КПД АД

l-s

Общий КПД системы Г-Д будет равеи: Лэ, г-д Лэ. а. дЛя. г-д =

oBAC.+aS.AfJ+llX

На рис. 4.25 представлены зависимости и ть.г.д ((О ) при Л1. = 1 для случая, когда R = а.г= Об (йа -= = 0.1); Shom = 0,6; а = 0,67. Там же для сравнения показана зависимость т) р (ш,) при реостатном регулировании скорости двигателя независимого вoзбyжi№ния.

779255

Коэффициент мощности асинхронного двигателя определяется его загрузкой. При постоянном моменте на валу М (М = const) со снижением скорости будет уменьшаться момент на валу Ml.

а механической

0,г 0,и OjB 0,8

. Рас. 4.35. Заввсвмоств КПД н коэффицаевта moniboctb свстеыы гевератор-дввгатель от скорости при Л1 = Л1 .

На рис. 4.25 показана зависимость cos (pi (ю.), построенная для случая М = = Мной {JM = 1). Снижение момента на валу Ml при уметьшенин скорости регулируемого даигателя М приводит к заметному уменьшению коэффициента мощности.

Предельное значение диапазона регулирования

П ikax Ире (Фвои)

1 =

Ц>ое А1иои

1Рг-д-1.

в относительных единицах при условии, что в качестве геиератора используется эле- трнческан машина с такими же параметрами, на к у двигателя,

2 H.

-1 = 11Ве.-1

И составляет D uuc = 7 15.

Для расширения диапазона регулирования сиорости при высокой точности, т. е. низком статизме, необходимо увеличение модуля жесткости механических характеристик электропривода. Поставленнаи задача может быть решена при использовании замкнутых систем электропривода (см. разд/ 9).

Систша управляемый волупрвводннковый вентильный щеобрвзователь - двигатель осуществляет преобразование энергии переменного тока в хввдтю постоянного тока и обратное прео<Н>азованне для питания ДПТ. Свойства полупроводниковых преобразователей электрической энергии приведены в §3.2 настоящего справочинка.

Уравненне элевтромехаянческой характе. ристики электропривода в системе таристор-ный преобразователь - двигатель (ТП - Д)

Ватах С06 q-At/-

*Фвои

где /г2 = 9.пр + + bV - <=о Ро-тивленне обмоткн сглаживающего реактора.

Односторонняя проводимость вентильного преобразователя затрудняет осуществление рюерса в таких системах. На практике применяются три способа изменения направлении момента двигателя: а) изменением направлетня потока двигателя прн неизменном направлении тока якоря (рис. 4.26, а); б) изменением полярности на выводах якоря с помощью переключателя (реверсора) (рис. 4.26, б); в) изменением полярности на выводах якоря с помощью двух групп вентильного преобразователя (рнс. 4.26, в).

t>U

LM LM

Рис. 4.26. к принципу реверсирования электродвигателя в системе ТП-Д.

При реализация первых даух способов двигатель может получать питание от одно-комплектного вентильного преобразователя. Однако в этом случае затруднителен переход от даигательного режима н тормозному прн одном и том же направлении вращения. Наиболее дешевой и простой является первая схема. Ее существенный недостаток заключается большой продолжительности реверса - порядка 0,5-2,5 с, что обусловлено прежде всего относительно большой постоин-вой времени обмотки возбуждения двигателя. Схема с реверсором в пени якоря позволяет бояял быстро осуществить процесс реверса. Однако и в этом случае время реверса, как правило,составляеТВе мжееО,! с. Эгоопреде-ляется необходимостью соблюдения определенной послеДовательностк операций в системе управлении Приводом в процессе реверса, который начинается увеличением угл управлеиия преобразователя. Ши увеличении а снижается ЭДС преобразователя, тогда как скорость даигателя из-за наличия запаса кинетической внергин сразу измениться не можете Прн эткх условиях оказывается £да > и в силу односторонней пр( ю-дасмостн вентильного преобразователя 1 0. Когда токгв цепв ятря станет блнзкнм к нулю, отключае19ся ранее работавший юж-хак* реверсора, sainiep КМ1, после