34 Регулювання швидкості двигуна постійною струму в системі г - д.
Електрична схема представлена на рис. 4.6. Зміна напруги на якорі двигуна М2, що приводить у рух робочий механізм РМ, здійснюється регулюванням ЕРС генератора електромашинного перетворювача ЕМП. Генератор G1 приводиться в обертання з постійною кутовою швидкістю приводним двигуном М1 змінного струму (асинхронним або синхронним). Обмотки збудження двигуна LОЗМ2 і генератора LОЗG1 живляться від мережі постійного струму Uз або від регульованих джерел постійного струму (генератора-збуджувача G2, тиристорного, електромашинного або магнітного підсилювачів).
Будь-який режим двигуна М2 (пуск, гальмування, реверс і регулювання кутової швидкості) отримують зміною значення та знака напруги Uдв, яка підводиться до якоря та відрізняється від ЕРС генератора ЕG1 на величину падіння напруги в опорах обмотки генератора RG1.
Щоб змінити ЕРС ЕG1, необхідно змінити магнітний потік генератора. Для цього змінюють струм збудження в обмотці LОЗG1 за допомогою потенціометра Rз.G1. Так як напрямок обертання двигуна М1 незмінний, то для зміни полярності ЕРС генератора змінюють напрямок струму збудження в обмотці LОЗG1 перемикачем полярності SA1. У результаті цього змінюються полярність напруги на якорі і напрямок обертання двигуна.
При оцінці економічності регулювання варто мати на увазі, що в системі Г-Д здійснюється триразове перетворення енергії. Кожна зі ступіней перетворення супроводжується втратами енергії, тому загальний ККД системи
ηг-д = ηМ1 ηг ηдв,
де ηM1, ηг, ηдв, — ККД приводного (первинного) двигуна М1, генератора G1, виконавчого двигуна М2.
Результуючий ККД системи особливо низький для електроприводів малої потужності і досягає 75 — 80 % для електроприводів середньої та великої потужності (див. рис. 4.12, а).
Швидкість двигуна М2 регулюється нижче основної зміною ЕРС генератора ЕG1 при номінальному магнітному потоці двигуна (зона І), а вище основної – зменшенням магнітного потоку двигуна Фдв при номінальній ЕРС генератора G1(зона ІІ) (рис. 4.7).
У зв'язку з цим регулювання в цій системі може бути одно- та двозонним. Зона І відповідає регулюванню при постійному моменті, зона ІІ — при постійній потужності.
Регулювальні характеристики зони І будуються відповідно до рівнянь електромеханічної і механічної характеристик двигуна незалежного збудження, що для системи Г-Д приймають вид
(
4.3)
Зміна першої складової Ег / (kФдв), що представляє собою кутову швидкість ідеального холостого ходу ω0 при зміні ЕРС генератора, викликає паралельне переміщення характеристик вздовж осі ординат. Характеристики зони ІІ отримуються при наступному зменшенні магнітного потоку двигуна.
Жорсткість природної та регулювальної характеристик виконавчого двигуна в системі Г-Д [див. (4.3)] трохи нижче, ніж при живленні його від потужного джерела напруги, внутрішнім опором якого у порівнянні з опором якоря генератора Rг можна зневажити.
При однозонному регулюванні діапазон зниження швидкості в цій системі Dпн = 1:10 ÷ 1:12 та при двозонному регулюванні загальний діапазон регулювання швидкості D = (20 ÷ 25) : 1. Верхня межа регулювання обмежена труднощами забезпечення стійкої роботи двигуна при малих значеннях магнітного потоку через дію реакції якоря, що розмагнічує. Розширення діапазону регулювання кутової швидкості виконавчого двигуна М2 та забезпечення його стійкої роботи при низьких напругах і невеликому магнітному потоці досягається при використанні в схемі зворотних зв'язків за струмом і швидкості з застосуванням підсилювачів у колах збудження. У такому випадку в системі повинно бути автоматичне регулювання. Загальний діапазон регулювання в системі Г-Д може досягати 100 : 1 і вище.