достижении подсинхронной скорости тиристоры Т 1 закрывают­ ся и снимают шунтирование обмотки возбуждения СД. Тири­ стор Т2 закрывается. После этого постоянный ток выпрямителя В подается в обмотку возбуждения СД. Ток возбуждения СД ре­ гулируется изменением напряжения выпрямителя В.

Схема бесщеточного возбуэ/сдения приведена на рис. 7.10. Возбудитель состоит из обращенного синхронного генерато­ ра G, трехфазный ротор которого расположен на валу СД. В об­ мотку возбуждения генератора G подается постоянный ток. При вращении ротора генератора G в его трехфазных обмотках на­ водится ЭДС, которая выпрямляется с помощью выпрямителя В. Выпрямитель В на время разгона-двигателя СД шунтируется резистором R2 через открытый тиристор Т2.

Рис. 7.10. Схема бесщеточного возбуждения СД

При асинхронном пуске СД в его обмотке возбуждения ин­ дуктируется ЭДС скольжения. Тиристоры T t открыты, и обмот­ ка возбуждения СД замкнута на разрядный резистор Rj. При достижении подсинхронной скорости тиристоры Tj закрывают­ ся и снимают шунтирование обмотки возбуждения. После этого постоянный ток выпрямителя В подается в обмотку возбужде­ ния СД. Ток возбуждения СД регулируется изменением тока возбуждения возбудителя G.

7.6. Частотное регулирование скорости СД

Возможность частотного регулирования скорости появи­ лась в связи с разработкой и внедрением частотных преобразо­ вателей. Частотное регулирование является единственным спо­ собом регулирования скорости СД и характеризуется в основ­

ном теми же показателями, что и частотное регулирование АД с короткозамкнутым ротором.

Для упрощения рассмотрим частотное регулирование неяв­

где Е0- ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря, Е0 = x„Ja; xott- ин­ дуктивное сопротивление взаимной индукции по продольной оси; /„ - ток возбуждения. Представим момент в виде выраже­

ния М = А ~ 1 Ъsin 9 , где А - постоянная величина, А = 3xaJ2%xlt.

Рассмотрим режим частотного регулирования, когда ис­

пользуется закон ^ - = const. При данном законе зависимость для

Критический момент Мк= С/„ при /„ = /„„ остается неизмен­ ным, т.е. перегрузочная способность двигателя остается без из­ менений. Регулирование скорости СД в этом режиме осуществ­ ляется при постоянном моменте.

Для регулирования СД при частотах выше номинальной частоты питающего напряжения используется закон регулиро­ вания, при котором U =const; /„ = const; / = var

Электромагнитный момент в этом случае

видно, что при повышении частоты питающего напряжения критический момент СД уменьшается, т.е. снижается его пе­

регрузочная способность. Регу­ лирование скорости при этом осуществляется при постоян­ ной мощности.

Таким образом, при час­ тотном регулировании можно осуществить двухзонное регу­ лирование скорости СД: при постоянном моменте регулиро­ вание в зоне до номинальной скорости, а при постоянной мощности - выше номиналь­ ной скорости. Механические характеристики при частотном регулировании скорости СД приведены на рис. 7.12.

Как уже отмечалось, частотный преобразователь может применяться не только для регулирования скорости СД, но и для частотного пуска двигателя.

7.7. Синхронный привод на базе двухмашинного агрегата

Проблема пуска СД успешно решается при каскадном его запуске, который реализован в электроприводе СД на базе двух­ машинного агрегата (ДА). Эта система привода близка к систе­ ме пуска СД с помощью вспомогательного разгонного двигате­ ля. При этом на период пуска ДА представляет собой электромеханический каскад, а в рабочем режиме - двухдвига­ тельный синхронный электропривод. Особо отметим, что вспо­ могательный двигатель в ДА выполняет две функции: при пус­ ке - роль разгонного двигателя, а в рабочем режиме - дополни­ тельного рабочего двигателя.

Синхронный электропривод на базе ДА разработан на ка­ федре электротехники и электромеханики Пермского государ­ ственного технического университета и впервые в мировой практике внедрен на приводе прокатного стана Северского трубного завода (г. Полевской, Свердловская область).

ДА состоит из главного синхронного двигателя и вспомога­ тельного асинхронного двигателя с фазным ротором с одинако­ вым числом пар полюсов, роторы которых жестко соединены между собой. Мощность электропривода на базе ДА равна сум­ марной установленной мощности СД и АД.

Принципиальная схема ДА при пуске представлена на рис. 7.13. Схема содержит выключатели: Bj - для подключения электромеханического каскада к сети; В2 - для последователь­ ного соединения статорных обмоток двигателей; В3 - для шун­ тирования обмоток статора АД на заключительной стадии кас­ кадного пуска; В4 - для подключения АД к сети; ВСд - возбуди­ тель СД; ВАд - возбудитель АД; контакторы: К] - для подключения пускового реостата ПР в цепь ротора АД; К2 - для включения тока возбуждения АД; К3 - для включения тока воз­ буждения СД.

6-10 кВ

Рис. 7.13. Принципиальная схема ДА при каскадном пуске: СД - синхронный двига­

тель; АД - асинхронный двигатель; В ь В2, В3) В4 -- выключатели; К\, К2, К3 - контакто­

При пуске статорные обмотки двигателей ДА соединяются последовательно, выключатели В|, В2 и контактор Kj замкнуты, а выключатели В3, В4 и контакторы К2 и К3 разомкнуты.

Напряжения на двигателях при пуске пропорциональны их полным сопротивлениям, а момент агрегата определяется сум­ мой моментов двигателей

скорости. Наличие пускового реостата в цепи ротора АД позво­ ляет ограничить величину пускового тока и производить пуск ДА при токе, меньшем номинального тока СД.

Напряжение на АД при пуске составляет «0,9 U„9а на СД - «0,1 UH. Это объясняется тем, что сопротивление АД примерно на порядок выше сопротивления СД. Поэтому основную часть момента ДА при пуске составляет момент, развиваемый АД.

Второй этап пуска начинается с процесса синхронизации ДА. На подсинхронной скорости возбуждается АД, и агрегат плавно входит в синхронизм. Возбуждение АД осуществляет­ ся контактором К2. Затем срабатывает контактор К\ и возбужда­ ется СД. При соответствующем выборе токов возбуждения

6-10 кВ

Рис. 7.14. Принципиальная схема ДА в ра­ бочем режиме: СД - синхронный двигатель; САД - синхронизированный асинхронный двигатель; В,, В4 - выключатели; К2, К3 - контакторы; ВАД, Вс д - возбудители двига­

телей