13.3 Разновидности систем г-д (историческая справка)

В процессе развития техники электроприводы по системе Г-Д также претерпели ряд изменений для удовлетворения различных технологических или конструктивных требований.

При больших мощностях электрических машин (более 500– 1000кВт) реостаты в цепях возбуждения генератора и двигателя достигают таких размеров и мощности, которые делают затруднительным и сложным управление ими даже с помощью сервомоторов (дополнительных электроприводов реостатов).

В некоторых случаях надо было уменьшить влияние реакции якоря, чтобы расширить диапазон регулирования, или использовать большой диапазон регулирования скорости без применения сети постоянного тока для питания обмоток возбуждения электрических машин.

В специальных системах Г-Д можно было получить механические характеристики экскаваторного типа.

Далее в очень сжатой форме показано развитие электроприводов по системе Г-Д. Эта информация дает возможность понять тенденции развития техники и несколько расширить эрудицию специалиста.

13.3.1 Квадратичная система г-д

Вэтой системе обмотки возбуждения генератора и двигателя получают питание от возбудителей, которые в свою очередь возбуждаются от подвозбудителей, как это показано на схеме рисунка 13.3 . Разрядные сопротивление в схемахобмотоквозбуждения на рисунке 13.3 не показаны. Управление системой Г-Д сосредоточено в цепях возбуждения возбудителейG2 иG3 (обмоткиOBG2 иOBГ3) , мощность которых незначительна.

Установленная мощность электрических машин в квадратичной системе увеличивается. Снижение мощности управления сопровождается суммарным увеличением электромагнитной инерции в цепях всех обмоток

возбуждения. Для электроприводов с мощностью главных машин в 4-5 тыс. кВт использовалась так называемая кубичная система Г– , инерционность которой была еще больше.

В

Рисунок 13.3

качестве возбудителей многоступенчатых систем Г-Д использовались электромашинные и магнитные усилители. Однако в процессе развития и в борьбе за быстродействие многоступенчатые системы Г-Д были вытеснены малоинерционными системами вентильных электроприводов с ничтожно малой мощностью и потерями в цепях управления.

13.3.2 Системы г-д с согласно встречным включением электрических машин.

Системы Г-Д с согласно – встречным включением электрических машин применялись с целью расширения диапазона регулирования скорости (по сравнению с обычной системой Г-Д ) электроприводов малой и средней мощности (до 50кВт ).

Использовались два варианта систем Г-Д такого типа:

а) Система с питанием двигателя от сети и вспомогательного генератора.

Схема этой системы электропривода показана на рисунке 13.4.

Двигатель М и вспомогательный генераторGвыбирались со следующими номинальными параметрами:U_MH=2U_C=2U_GH;I_G=I_M;U_GH=U_C;P_GH=0.5P_MH.

Предпуском двигателя М включается генератор и его возбуждение (на рисунке 13.4 приводной двигатель генератора не показан). Изменением возбуждения Gдобиваются соотношения напряженийU_G=U_C(при этом сеть и генератор включены встречно). ТогдаU_M =U_C –U_G = 0 .

После включения линейного контактора Л постепенно уменьшают возбуждение и напряжениеU_G до нуля. При этом напряжение на двигателеU_Mувеличивается до напряжения сетиU_C, и двигатель разгоняется. После этого (приU_G=0) переключается полярность возбуждения генератора, генератор возбуждается до своего полного напряжения, но с обратной полярностью. ТеперьU_M=U_C+U_G.

За счет увеличения U_Mдо значения 2U_C двигатель разгоняется до номинальной скорости. Дальнейшее увеличение скорости двигателя, как в обычной системе Г-Д, возможно за счет ослабления поля двигателя.

б) Система с питанием двигателя от двух генераторов с согласно-встречным включением.

Схема этой системы электропривода показана на рисунке 13.5. Здесь G1-основной генератор, напряжение которого не реверсируется, аG2 – вспомогательный генератор с реверсивным напряжением. Параметры электрических машин выбираются следующим образом :

P_G1H =P_G2H = 0.5P_MH;U_G1 =U_G2 = 0.5U_MH.

Принцип работы этой системы Г-Д такой – же, как и ранее рассмотренной на рисунке 13.4. Роль питающей сети выполняет основной генератор G1.

Система Г-Д со схемой по рисунку 13.5 применялась для больших мощностей машин (до 500кВт) и, например, широко использовалась для электропривода бумажных машин.

Д о с т о и н с т в о м систем электропривода с согласно – встречным включением электрических машин по рисунку 13.4 и рисунку 13.5 является большой(по сравнению с классической системой Г-Д) диапазон регулирования скорости:

D_P = D₁ . D₂=

Увеличение диапазона регулирования достигается благодаря меньшему влиянию реакции якоря при низкой скорости двигателя (при этом регулируемый генератор имеет полный магнитный поток). Ради этого и были созданы такие системы Г-Д.

Н е д о с т а т к а м и подобных систем Г-Д являлись :

1. малый КПД (из-за многократного преобразования энергии;

2) большая установленная мощность машин;

3) неустойчивая работа электропривода при скорости из-за влияния реакции якоря при напряженияхU_G (в схеме рис. 13.4) илиU_G2 (в схеме рис.3.5) близких к нулю.

Из-за указанных недостатков системы Г-Д с согласно – встречным включением электрических машин применялись в основном для нереверсивных электроприводов с большим D_P.