Г л а в а т р и н а д ц а т а я

АМПЛИТУДНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ В РАЗОМКНУТЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА

13.1 Общие положения.

Ранее были рассмотрены вопросы параметрического регулирования скорости в разомкнутых электроприводах постоянного и переменного тока. При этом регулирование различных параметров двигателей осуществлялось при неизменном напряжении источника питания (сети постоянного или переменного напряжения). Было показано, что вследствие больших потерь энергии в якорных (роторных) цепях этих разомкнутых электроприводов, из-за нестабильности регулирования при ступенчатом изменении сопротивлений эти параметрические системы обеспечивают весьма небольшие диапазоны регулирования скорости (1,5 – 3/1) и имеют поэтому ограниченное применение.

Далее будут рассмотрены методы амплитудного регулирования скорости в разомкнутых электроприводах постоянного тока, в которых двигатель получает питание от регулируемого источника напряжения.

В качестве таких источников питания применяют различные электромашинные устройства, или так называемые системы генератор – двигатель (Г-Д), вентильные преобразователи (системы ВП-Д) или магнитные усилители (системы МУ-Д ).

Подробно рассмотрены лишь классическая система Г-Д, в которой исполнительный двигатель получает питание от генератора с независимым возбуждением. Такие системы электроприводов, несмотря на их недостатки (об этом далее), все еще применяются в промышленности.

Различные разновидности систем Г-Д практически уже не применяются. Они далее кратко упомянуты исторической справке для расширения

эрудиции студентов и понимания ими конкурентной борьбы различных систем электропривода.

2. Регулирование скорости двигателей в системах г-д с машинами независимого возбуждения

Системы Г-Д применяются в тех случаях, когда необходимо плавное регулирование скорости в относительно большом диапазоне или когда необходимо получить специальные механические характеристики в замкнутых системах с обратными связями.

На рисунке 13.1 показана простейшая принципиальная схема электропривода по системе Г-Д для рабочей машины РМ.

Возбуждение генератораGи двигателя М производится соответственно обмотками возбужденияOBGи ОВМ от сети постоянного напряжения. В цепи этих обмоток возбуждения включены регулировочные сопротивленияR1 иR2, а сами обмотки зашунтированы разрядными сопротивлениями. Обмотка возбужденияOBGподключена к питающей сети через реверсивный четырехугольник из контактов В и Н , предусматривающий изменение полярности возбуждения генератора с целью реверса скорости двигателя. На рисунке 13.1 не показаны источники питания цепей возбуждения электрических машин. Это могут быть электромашинные возбудители или возбуждение, подаваемое от вентильных преобразователей или магнитных усилителей.Пуск двигателя в системе Г-Д. Вначале включается асинхронный (или синхронный) двигатель М2, вращающий генератор. После этого необходимо убедиться в наличии полного ( номинального ) возбуждения двигателя М1 ( для этого должен быть измерительный прибор или реле ),а затем включить питание обмотки возбуждения генератораG при максимальном значении регулировочного сопротивления в ее цепи. За счет остаточного потока генератора или малого напряжения на обмотке генератора в цепи якорей системы Г-Д начнет протекать небольшой ток, достаточный для вращения двигателя вхолостую (самоход). Приналичиинагрузки на валу двигатель самохода его не будет. После включения реверсивных контакторовВилиНи плавного увеличения сопротивлениемR1 возбуждения генератора начинает увеличиваться ЭДС генератора Е_Г и его ток якоряIв главной цепи. Происходит пуск двигателя до скорости(в соответствии с нагрузкой) при постоянном магнитном потоке двигателя ( регулирование вI– ой зоне ). Дальнейшее повышение скорости при Е_г =const(II-я зона регулирования) производится ослаблением магнитного потока двигателя при помощи сопротивленияR₂.

Торможение и реверс двигателя в системе Г-Досуществляется при постепенном снижении, а затем и реверсе возбуждения и ЭДС генератора. Благодаря запасу кинетической энергии у двигателя первое время Е_д будет больше Е_г, ток в цепи меняет направление, генераторGбудет работать двигателем, раскручивая свой приводной двигатель до скорости>.

При этом двигатель М2 перейдет в режим рекуперации энергии в сеть переменного напряжения. Двигатель М₁также будет работать в генераторном режиме с рекуперацией энергии через генераторGи двигатель М₂в сеть переменного напряжения.

Плавно уменьшая магнитный поток и Э.Д.С. генератора можно сохранить соотношение Е_г<E_двесь период торможения. После остановки двигателя переключаются реверсивные контакты В и Н, начинается увеличение Ф_ги Е_гс обратной полярностью, что и обеспечит пуск двигателя в обратном направлении (реверс).