15.3.3 Эму с поперечным полем

Принцип действия и конструкция ЭМУ с поперечным полем подробно изучается в курсе электрических машин. Здесь уместно лишь дать дополнительную информацию, необходимую для лучшего практического использования такого усилителя в схемах регулирования электропривода.

ЭМУ с поперечным полем – это два каскадновключенные генератора постоянного тока, объединенные конструктивно в одной машине и имеющие один приводной двигатель. Некоторые конструкции ЭМУ имеют встроенный асинхронный приводной двигатель. Усилитель обеспечивает коэффициент усиленияи

Число обмоток управления, расположенных на главных полюсах машины (на так называемой “ продольной оси” ЭМУ), может быть от 2-х до 4-х. На этих же полюсах находится и компенсированная обмотка, предназначенная для компенсации продольной реакции якоря. Степень компенсации сильно влияет на внешнюю характеристику ЭМУ -U = f (i_d) , где i_{d –} ток якоря ЭМУ по продольной оси (ток нагрузки). Для регулирования степени компенсации продольной реакции якоря параллельно компенсационной обмотке включено шунтирующее ее сопротивление. Обычно ЭМУ настраивается на частичную (10%) недокомпенсацию при номинальной нагрузке (во избежание самовозбуждения ЭМУ при работе его с неполным потоком в обмотках управления по продольной оси), как это показано на внешних характеристиках рисунка 15.6.

Настройка компенсации производится по амперметру, включенному в поперечную цепь ЭМУ. При полной (критической) компенсации – ток в поперечной цепи не меняется при изменении нагрузки вращающегося ЭМУ. Второй способ настройки компенсации – включением вольтметра на зажимы разорванной поперечной цепи при подключении к зажимам продольной цепи внешнего источника напряжения через токоограничивающий резистор. При полной компенсации реакции якоря напряжение на зажимах поперечной цепи вращающегося ЭМУ будет отсутствовать.

Инерционность ЭМУ оценивается величиной электромагнитных постоянных времени его обмоток:

Тd (обмотки управления по продольной оси) – 0,02 – 0,025с;

Тq (поперечная цепь) – 0,1– 0,15с.

Серия ЭМУ с поперечным полем была разработана на диапазон мощностей от 300 Вт до 25 кВт. Однако практическое применение получили ЭМУ с максимальной мощностью 5кВт.

Использование ЭМУ позволяет получить в САУ электроприводом достаточно большой диапазон регулирования (D_P=400/11000/1) за счет изменения только напряжения на якоре двигателя в системах Г-Д или ЭМУ-Д.

Обмотки управления ЭМУ рассчитываются на длительное протекание 7-ми кратного номинального тока и до 13-ти кратного кратковременного тока, то есть с очень большой перегрузкой.

Это необходимо для получения хороших статических и динамических характеристик электроприводов с ЭМУ. Методику подбора намагничивающих сил в обмотках управления ЭМУ рассмотрим на простейшей схеме рис 15.7 для регулирования скорости двигателя в системе ЭМУ-Д.

Для номинального режима работы электропривода необходимо обеспечить номинальное значение результирующей намагничивающей силы F=F_H=F₁-F₂.

Абсолютные значения F₁ и F₂ выбираются значительно больше, чем F_H, что обеспечивает большее форсирование в переходных процессах и лучшее регулирование скорости двигателя, чем F_Н, что обеспечивает больше форсированиепереходных процессах и лучше регулирование скорости двигателя. Рассмотрим два варианта настройки при различном выборе

Рассмотрим два варианта настройки при различном выборе F₁ и F₂ ( табл. 15.1 ).

Таблица 15.1 Варианты настройки ЭМУ

		1-й вариант	2-ой вариант
Намагничивающие силы ,иF		F=2FН; F2 = FН; F=F1-F2= FН	F=7FН; F2 = 6FН; F=F1-F2 = FН
Намагничивающие силы при снижении скорости двигателя на 10% при линейных элементах в электроприводе		F21= 0,9F2 = 0.9FH F1= F1-F21 = 2FН– 0.9FH =1.1FH	F21=0,9F2 = 0,9=5.4FH F1=F1-F12=7FH-5,4FH= 1,6FH
Дополнительная намагничивающая сила для восстановления скорости двигателя			=1,6FH– FH = 0,6FH

Из таблицы 15.1 видно, что при 2-ом варианте настройки ЭМУ дополнительная намагничивающая сила получается в 6 раз больше, что уменьшает статическую ошибку и увеличивает форсировку системы ЭМУ-Д для восстановления скорости двигателя при падении ее в связи с увеличением нагрузки.

В схеме рисунка 15.7 обеспечивается также и форсированный пуск двигателя. При , ЭМУ возбуждается до насыщения (400-450В), что обеспечивает форсировку пуска.

Возможные чрезмерные толчки тока и колебания скорости (тока) сглаживаются введением в схему корректирующих обратных связей (на рис. 15.7 не показаны). По мере разгона двигателя растет F₂ и снижается суммарная F. После выхода ЭМУ из насыщения форсировка начинает уменьшаться. Неравномерность форcировки в процессах пуска и торможения – недостаток рассматриваемой схемы с ЭМУ.