5.3. Электропривод с электрическим валом

В ряде случаев между отдельными механиз­мами одного и того же агрегата, требующими согласован­ного движения и расположенными на значительном рас­стоянии, трудно осуществить механическую связь из-за необходимости увеличения диаметра и длины соединитель­ных валов, возрастания числа опорных подшипников и т. д. При передаче значительных вращающих моментов и большой длине вала может возникнуть недопустимое скручивание вала. Иногда конструктивно производствен­ный механизм такой, что механическая передача движения его рабочим органам становится практически невозможной.

Взамен громоздкой механической передачи может быть использована электрическая передача для согласованного вращения отдельных механизмов, которую называют для простоты электрическим валом. Помимо упрощения кине­матической схемы механизма электрический вал обычно дает возможность увеличить его угловую скорость, так как при этом снимаются ограничения, обусловленные механическим резонансом, и, кроме того, упрощается управление механизмом.

Электрический вал находит применение для привода таких механизмов, как разводные мосты, затворы шлю-зов, мостовые краны, крупные токарные станки и т. п.

Система электрического вала наиболее проста, когда синхронный двигатель через питающую сеть присоединя­ется к синхронному генератору. Согласованное вращение между синхронным генератором и синхронным двигателем выполняется независимо от расстояния между ними. Два или несколько синхронных двигателей, предназначенных для привода одного механизма и получающих питание от общей сети переменного тока, вращаются с равными или жестко согласованными скоростями, не будучи меха-

нически связанными.В обоих случаях имеет место осуще­ствление электрического вала. Однако такая, хотя и про­стая система электрического вала, не нашла практического применения вследствие того, что в переходных режимах, в частности при асинхронном пуске, возникают существен­ные рассогласования в угловых скоростях и положении валов отдельных двигателей, поэтому в системах электрического вала наибольшее распространение нашли асин­хронные машины. Можно выделить три основные схемы: 1) с уравнительными машинами, или уравнительный элек­трический вал; 2) с основными рабочими машинами и об­щими резисторами — рабочий электрический вал; 3) с асин­хронным преобразователем частоты — дистанционный элек­трический вал.

Рис. 5.11. Принципиальная схема электрического вала с уравнитель-ными асинхронными машинами.

Система электрического вала с уравнительными асин­хронными машинами. Принципиальная схема электриче­ского вала с уравнительными асинхронными машинами приведена на рис. 5.11. Каждый элемент привода состоит из основного (рабочего) двигателя M1 (M2) (двигатель может быть любым в том числе и не электрическим), меха­нически связанного с производственным механизмом ПМ1 (ПМ2), а также со вспомогательной уравнительной маши­ной ВM1 (ВМ2).

Уравнительные машины — это обычные асинхронные двигатели с фазным ротором с одинаковыми числом фаз, напряжением, обмотками и числом полюсов; статорные обмотки их параллельно присоединяются к сети перемен­ного тока, роторные соединяются между собой. В обеих уравнительных машинах от сети наводятся одинаковые магнитные поля с равными частотами, временным и про­странственным расположением. При одинаковом относи­тельном положении обмоток статора и ротора (и одинако­вом скольжении) в обмотках ротора будут наводиться

равные по амплитуде ЭДС, совпадающие по фазе( =0):

— ЭДС ротора при его непод­вижном состоянии (s — скольжение). Если встречно вклю­чить роторные обмотки, то при =0 ток в них проте­кать не будет; каждая из машин будет потреблять из сети только ток намагничивания (рис. 5.12, а). Поворот ротора одной из машин на определенный угол б вызовет под влиянием разности ЭДС ΔЁ₂ уравнительный ток I₂ (рис. 5.12, б), который, взаимодействуя с магнитными полями

Рис. 5.12. Векторные диаграммы электрического вала с уравнитель­ными машинами.

статора одной и другой машин, создаст вращающие мо­менты, стремящиеся повернуть ротор в исходное поло­жение.

Уравнительный ток, а следовательно, и момент при данном угле сдвига роторов зависит от угловой скорости машин, уменьшаясь с ее возрастанием или уменьшением скольжения; при скольжении s=0 ΔE₂ = 0 и момент равен 0. Для определения уравнительного тока и вращаю­щих моментов, развиваемых машинами, воспользуемся схемой замещения для роторных цепей, приведенной на рис. 5.13.

Согласно схеме замещения

(5.9)

или

(5.10)

Активная составляющая тока I₂ равна:

(5.11)

- активная составляю-

щая тока ротора асинхронного двигателя в нормальной (обычной) схеме включения; s_k ≈ R_z/x_z — критическое скольжение асинхронного двигателя при R₁ = 0 и х₁ = 0.

Рис. 5.13. Схема замещения роторных цепей электрического вала с уравнительными машинами.

Так как момент асинхронной машины пропорционален активной составляющей тока ротора, то момент первой вспомогательной (уравнительной) машины равен:

(5.13)

Аналогиччо можно показать, что момент, развиваемый второй уравнительной машиной:

(5.14)

где М = 2M_k /(s_k/s + s/s_k) — момент асинхронной ма­шины в нормальной схеме включения.

Уравнения (5.13) и (5.14) показывают, что моменты уравнительных машин содержат две составляющие:

пропорциональную sin  — это синхронизирующий мо-

мент:

(5.15)

знак «—» относится к синхронизирующему моменту пер­вой машины, «+» — ко второй; асинхронная составляющая (5.16)

Синхронизирующий момент поддерживает согласован-ное вращение, действуя на обе уравнительные машины одинаково, но с противоположными знаками, поэтому разность этих моментов определяет уравнивающее действие системы. Таким образом, уравнительный или синхрони­зирующий момент системы равен:

(5.17)

Наибольшее значение синхронизирующего момента системы имеет место при  = 90 и равно :

(5.18)

Из (5.18) следует, что максимум синхронизирующего момента зависит от скольжения уравнительных машин, стремясь к предельному значению, равному 2М_К (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Зависимость синхро- Рис. 5.15. Характеристика момен низирующего момента от сколь- тов электрического вала с уравни- жения. тельными машинами в относитель-

ных единицах.

Очевидно, что при малых скольжениях, когда малы абсо-лютные значения ЭДС роторов, малы и уравнительные моменты. Поэтому практически с целью увеличения урав­нительного момента машин необходимо вращать машины против направления вращения поля статора; в этом слу­чае скольжение будет выше 1.

Асинхронный момент действует в направлении враще­ния вала, вызывая ускорение обоих его элементов.

Характеристика уравнительного момента электриче-ского вала в относительных единицах М_у*= М_У/М_К = f () показана на рис. 5.15; там же приведены составляющие М_син* и М_асин*. Одна из уравнительных машин, как это видно из (5.14), развивает положительный момент, т.е.

работает в двигательном режиме, тогда как другая раз­вивает отрицательный момент, работая в генераторном режиме (5.13). Очевидно, что

Синхронизирующий момент поддерживает согласованное вращение за счет передачи вращающего момента от одной машины к другой. При идеальных уравнительных машинах, у которых сопротивление роторов равно 0, развивались бы только синхронизирующие моменты. Практически же ма­шины обладают активными сопротивлениями, в роторной цепи возникают потери и создаются асинхронные моменты. На рис. 5.16, а, б приведены энергетические диаграммы электрического вала при s = 0,5 без учета потерь и с уче­том потерь.

Рис. 5.16. Энергетические диаграммы электрического вала с уравни­тельными машинами при s = 0,5 без потерь (а) и с потерями (б).

В электрическом вале без учета потерь (рис. 5.16, а) электромагнитная мощность передается через соединитель­ные провода статоров; поступающая в ротор одной машины электромагнитная мощность Р₁₂ частично передается на вал, другая часть в виде мощности скольжения Ps пере­дается через контактные кольца от одной машины к дру­гой. Мощность, потребляемая из сети, равна 0. Аналогич­ное распределение мощности наблюдается в реальном электрическом вале, отличающемся наличием потерь в ма-шинах, которые покрываются потреблением энергии из сети.

На диаграммах Р₁₁ и Р₁₂ — мощности, потребляемые статорами первой и второй машины; М_В,M1 , М_В,M2 — мо­менты, развиваемые первой и второй уравнительными машинами; ΔР₁₁ , Δ Р₁₂ — потери мощности в статорах; Р_мех1, Р_мех2 — механическая мощность каждой из машин.

Большая часть мощности циркулирует в цепи статоров машин. Расхождение в значениях электромагнитных мо­ментов машин (рис. 5.16, б) вызвано потерями в роторе. Чем больше эти потери, тем больше разность моментов машин.

При вращении роторов против поля (s > 1) подведен­ная с вала к первой машине мощность P_Mex1 складывается с мощностью, потребляемой со стороны статора, и пере­дается через роторную цепь другой машине (рис. 5.17), т. е. при s > 1 первая машина работает в тормозном ре­жиме (режим торможения противовключением), потребляя мощность из сети и с вала; вторая машина частично гене­рирует энергию в сеть и, кроме того, развивает двигатель­ный момент.

Рис. 5.17. Энергетиче­ские диаграммы элек­трического вала с урав­нительными машинами при вращении роторов против поля.

При вращении машин против поля изменяются знаки электромагнитной мощности и мощности скольжения; урав­нительный поток мощности в роторной цепи значительно больше, чем в случае вращения машин по полю, что объяс­няется большими вторичными ЭДС, пропорциональными скольжению; этим обусловлено большое значение уравни­тельного момента, что является достоинством этого режима. Направление механической мощности не изменяется с пе­реходом от s < 1 к s > 1.

Другим достоинством по сравнению с вращением по полю является уменьшение угла рассогласования валов при одном и том же расхождении в нагрузках отдельных элементов системы.

Недостатком вращения машин против поля являются повышенные потери в стали ротора из-за увеличенной частоты тока ротора.

Нормальная работа электрического вала требует соблю­дения следующих условий:

1) сумма всех действующих в каждом элементе системымоментов должна быть равна нулю, т. е.

(5.19)

где М_Д1(2) — момент, развиваемый рабочим двигателем; М_С1(2) — статический момент на валу рабочего двигателя; М_В,М1(2) — уравнительный момент;

2. система должна быть статически устойчива, т. е. при небольшом нарушении равновесия вращающие моменты после устранения возмущающего воздействия должны вы­ звать замедление или ускорение привода, направленное к установлению равновесия;

3. система должна блть динамически устойчива, т. е. отвечать известным критериям устойчивости, удовлетворять необходимым требованиям качества переходного процесса: обладать допустимыми максимумом амплитуды угла рас­- согласования и соответственно уравнительного момента и

временем переходного про­цесса.

Рис. 5.18. Принципиальная схе­ма рабочего электрического вала с регулируемыми резисторами.

В рассмотренной систе­ме электрического вала уравнительные машины могут развивать асинхрон­ный момент только при

 ≠ 0 и различных нагрузках на валах отдельных эле­ментов системы; основной ее особенностью является обра­зование синхронизирующего момента, обеспечивающего согласованное вращение.

Схема с основными рабочими машинами и общими резисторами — рабочий электрический вал. Вместо двух уравнительных машин возникла идея создания такой си­стемы, в которой одна и та же машина выполняла бы за­дачу приводного двигателя и синхронизирующего уст­ройства. Такой является система электрического вала, состоящая из двух (или нескольких) одинаковых асинхрон­ных машин с фазными роторами, статорные цепи которых

подключены параллельно к питающей сети, а роторные обмотки соединены встречно и параллельно этим соеди-нениям включены во все три фазы регулируемые рези­сторы (рис. 5.18). Иногда эту систему называют рабо­чим электрическим валом потому, что в ней одна и та же машина выполняет рабочую и синхронизирующую функ­ции.

Влияние регулируемых добавочных резисторов весьма существенно; при R_доб = 0 электрический вал превраща­ется в обычные, независимо работающие асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Если R_доб = , электрические машины работают в режиме сельсинной передачи угла.

Рис. 5.19. Упрощенная схема замещения рабочего электрического вала.

Рассмотрим свойства этой системы, когдаR_доб > 0, воспользовавшись упрощенной схемой замещения, приве­денной на рис. 5.19. На основании схемы замещения состав­ляем систему уравнений:

(5.20)

После несложных преобразований получим уравнениядля токов в роторе первой и второй машин:

(5.21)

(5.22)

Пользуясь (5.21) и (5.22), определяем моменты машин электрического вала аналогично тому, как это было сде-

дано для системы с уравнительными машинами:

(5.23)

(5.24)

где s_k’ = s_k (R₂ + 2R_доб)/R₂

Из (5.23) и (5.24) следует, что моменты, развиваемые первой и второй машинами, представляются суммой двух составляющих, где первая — асинхронная:

(5.25)

а вторая — синхронизирующая составляющая:

(5.26)

По сравнению с электрическим валом с уравнительнымимашинами здесь прибавляется составляющая асинхрон­ного момента, равная:

(5.27)

Анализ выражений (5.25) и (5.26) показывает, что при  = 0 обе машины развивают одинаковые моменты, рав-

ные:

(5.28)

т. е. каждый из двигателей работает в асинхронном режиме с добавочным сопротивлением в роторной цепи, равным 2R_дo6. При этом синхронизирующий момент равен 0.

Если нагрузки на валах машин окажутся разными, то уравнительный момент будет разгружать машину с боль-щей нагрузкой и подгружать менее нагруженную машину. При этом нагрузки на обеих машинах окажутся равными, а угловые скорости одинаковыми, но появится угол рас­согласования в положении роторов двигателей.

Условием установившегося режима работы является равновесие приводных и нагрузочных моментов, при этом ни одна из машин не испытывает ускорения или замед­ления.

Максимальный угол рассогласования для рабочего вала составляет 90°. Это означает, что рабочий электрический вал, так же как и электрический вал с уравнительными

Рис. 5.20. Кривые зависимо­стей моментов от скольже­ния рабочего электрического вала при изменении сопро­тивления резисторов R_доб

машинами, можно нагружать выше критического момента машины электрического вала, работающей в генераторном режиме, со статически устойчивой передачей уравнитель­ных моментов. В этом случае нагрузочный момент не дол­жен быть ниже определенного минимального значения.

Возможность использования рабочего электрического вала видна из рис. 5.20, а, б, где для ряда значений х = = R₂/ (R₂ + 2R_доб) показаны кривые зависимости момен­тов от скольжения. Все вращающиеся моменты отнесены к максимальному моменту М_к машин электрического вала.

Характеристики асинхронных моментов при симметрич­ной нагрузке показаны на рис. 5.20, а. Электрический вал с уравнительными машинами в этом случае никакого момента не развивает (x = 0). При х = 1 роторы непо­средственно замкнуты накоротко (R_доб = 0) и машины рабочего электрического вала работают как обычные ма­шины с короткозамкнутым ротором с малой нагрузкой. Соответствующим выбором сопротивления резисторов мож­но устанавливать любые промежуточные значения момен­тов, причем следует учитывать также и требуемые урав­нительные моменты.

Характеристики передаваемых уравнительных моментов показаны на рис. 5.20, б. Наибольшие уравнительные моменты имеет уравнительный вал (при х = 0), а при х = 1 никакие уравнительные моменты в рабочем элек­трическом вале передаваться не могут. На рис. 5.20, б ΔМ_тах — разность моментов нагрузок, передаваемых при этом режиме работы:

ΔM_max =| M₂ –M₁ |_-90º

В практически важном диапазоне скольжений (от s = 0,1 приблизительно до s = 0,3) при уменьшении со­противления резисторов R_доб уравнительный момент сна­чала снижается лишь незначительно, хотя уже и созда­ются значительные моменты. Эта особенность весьма бла­гоприятствует обеспечению необходимых моментов на рабочих механизмах.

Минимальный нагрузочный момент каждого двигателя электрического вала приведен на рис. 5.20, в; для под­держания статически устойчивой работы его значения не должны быть ниже указанных.

Когда на обоих валах моменты инерции равны, условия работы аналогичны электрическому валу с уравнительными машинами. Статическая устойчивость в случае сильно различающихся моментов инерции для уравнительных моментов определяется исключительно нагрузкой машин с малым моментом инерции. Этот привод может нагружаться максимально вплоть до его критического момента. За этим пределом статически устойчивая работа невозможна.

На рис. 5.21 даны предельные кривые θ для различ­ных значений x в зависимости от относительного сколь­жения. Из них видно, что при малых скольжениях отри­цательные углы рассогласования могут быть большими, а положительные — только малыми.

Рабочий электрический вал может применяться лишь при небольшой разнице статических моментов, прило­женных к разным валам. Кроме того, из-за наличия по­стоянно включенных резисторов КПД этого вала оказы­вается низким и ухудшается-использование машин.

Дистанционный электрический вал. Для обеспечения согласованной работы вспомогательного привода с глав­ным приводом приобрел особо важное значение дистанцион­ный электрический вал. Например, для точного нарезания резьбы в токарных станках часто требуется, чтобы скорость

Рис. 5.21. Предельные кривые 0 для различных значений х в зависимости от относительного скольжения для рабочего элект­рического вала.

Рис. 5.22. Принципиальная схе­ма дистанционного электричес­кого вала.

подачи резца (суппорта) находилась в постоянном соот­ветствии с угловой скоростью главного привода, вращаю­щего обрабатываемую деталь. Так как мощности главного привода и привода суппорта сильно различаются, то вся необходимая для перемещения суппорта мощность переда­ется через дистанционный электрический вал.

На рис. 5.22 представлена схема дистанционного элек­трического вала. Одна из машин M1 вала — датчик Д — соединена с главным приводным двигателем ДГ, а дру­гая М2 — приемник П1 — соединена с производственным механизмом (М_С2). К одному датчику могут быть при­соединены два приемника и больше с различными нагруз­ками. Здесь в противоположность уравнительному валу направление потока энергии неизменно. Датчик получает

необходимую мощность в основном от главного привода. Приемник как двигатель вращает нагрузку М_с2. Датчик работает в режиме асинхронного преобразователя частоты, а приемник как машина двойного питания — в синхрон­ном режиме.

По сравнению с уравнительным валом менее благопри­ятной для дистанционного вала является работа в направ­лении против вращающегося поля. Приемник под нагруз­кой стремится снизить свою скорость. Вследствие этого возникает угловой сдвиг в направлении вращения поля, так как направление вращения вала противоположно

Рис, 5.23. Зависимость синхронизирующего (вращающего) момента ма­шины-приемника от угла рассогласования для различных относитель­ных скольжений в системе дистанционного электрического вала.

направлению вращения поля. Угол рассогласования прием­ника при этом положительный, а максимальный синхро­низирующий момент — относительно низкий (рис. 5.23). На рис. 5.24, а, б показаны соотношение знаков и обра­зование момента машины — приемника из синхронной и асинхронной составляющих для обоих режимов работы. Из рис. 5.23 и 5.24 следует, что работа в направлении вра­щения поля является благоприятной (рис. 5.24, а), так как вращающий момент приемника при отрицательных углах б больше (см. рис. 5.23). Для машин большой мощ­ности может быть рекомендована также и работа в направ­лении против вращающегося поля (рис. 5.24, б).

Вращающий момент приемника дистанционного элек-

трического вала :

(5.29)

где М = 2М_к /(s_k /s + s/s_k ); причем угол  должен в соот-

ветствии с направлением вращения относительно поля

выбираться либо положительным, либо отрицательным (для 0 < s < 1 угол  < 0 и для s > 1 угол  > 0).

Устойчивая работа дистанционного электрического вала обеспечивается в диапазоне моментов вплоть до максималь­ного момента. Максимально допустимый угол рассогласо-вания в статике определяется из условия

(5.30)

иравен :

(5.31)

На рис. 5.25 показана зависимость _С от относитель­ного скольжения s/s_k. Кривые 1 и 2 соответствуют работе в направлении вращающегося поля и против.

Рис. 5.24. Соотношение знаков и образование момента приемника из синхронной и асинхронной составляющих при работе в направле­нии (а) и против (б) вращающегося поля.

Приемник не может отдавать вращающий момент боль­ший, чем возникающий при _С. Следовательно, максималь­ная нагрузка на приемнике равна:

(5.32)

Можно вывести критерий для выбора машин электри­ческого вала, если в (5.32) подставить максимально допу­стимый угол рассогласования из (5.31):

(5.33)

Отрицательный знак перед корнем справедлив для положительного угла θ, т. е. для работы в направлении против вращения поля, а положительный знак — при ра­боте машин электрического вала в направлении вращения поля.

Кривые на рис. 5.26, построенные по (5.33), наглядно показывают благоприятные свойства дистанционного элек­трического вала при работе в направлении вращения поля (кривая 1). Кривая 2 соответствует работе вала в направ­лении против вращения поля.

Рис. 5.25. Зависимость угла ста­тической устойчивости от отно­сительного скольжения для ди­станционного электрического вала.

Недостатком рассмотренной системы является рассо­гласование валов упомянутых приводов по углу (или по пути), возрастающее с увеличением нагрузки. Это рассо­гласование — органическое свойство обычной системы элек­трического вала, так как момент, развиваемый приемни­ком, возникает только в результате рассогласования и пропорционален синусу угла рассогласования.

Из рис. 5.27 видно, что угол рассогласования θ₁ (кри­вая 1) возникает при статическом моменте М_с; если момент нагрузки меняется относительно заданного значения М_С, то соответственно изменяется и угол θ₁, определяющий погрешность системы. Уменьшение погрешности может быть достигнуто за счет увеличения мощности машин электрического вала. Так, кривая 2 на рис. 5.27 относится к более мощной системе; при том же статическом моменте М_с погрешность обусловлена меньшим углом θ₂. Однако чрез­мерное увеличение габаритов машин неприемлемо, поэтому с целью повышения точности согласования по пути при­меняются следящие системы, в которых используются

машины постоянного тока и сельсинные датчики угла рассогласования валов. Эти системы отличаются некоторой сложностью.

Следящая система на переменном токе, в основу кото­рой положена рассмотренная выше схема дистанционного электрического вала, приведена на рис. 5.28. Здесь валы датчика M1 и приемника М2 соединены соответственно с сельсинами С1 и С2, статорные цепи которых присоеди­нены к источнику переменного тока, а роторные обмотки

Рис. 5.27, Зависимость мо­мента от угла рассогласова­ния для различных мощно­стей электрического вала.

Рис. 5.26. Необходимое ми­нимальное значение макси» мального момента двигате­лей дистанционного элект­рического вала при работе в направлении вращения по­ля (1) и против вращения поля (2).

включены встречно. Отличительной особенностью этой системы электрического вала, в которой, как видно из схемы, электрически соединены машины M1 и М2, явля­ется применение машины-датчика M1 с поворотным ста­тором. Поворот статора осуществляется при помощи испол­нительного двигателя МЗ малой мощности через редуктор Р с большим передаточным отношением. Двигатель МЗ пита­ется от преобразовательного устройства ПУ, управляемого промежуточным усилителем У.

Если после предварительной синхронизации до пуска системы имеет место рассогласование в положении роторов датчика M1 и приемника М2, например обусловленное моментом трения, то при включенных статорных обмотках

сельсинов С1 и С2 вследствие рассогласования их роторов (соответственно упомянутому рассогласованию роторов дат­чика и приемника) на выходе сельсинов возникает ЭДС, равная геометрической разности сдвинутых ЭДС С1 и С2. На вход усилителя У будет подан сигнал, в результате действия которого сработает исполнительный двигатель МЗ и статор датчика М2 повернется на такой угол, при кото­ром практически устраняется рассогласование в положе­нии роторов машин M1 и М2 вследствие поворота вала приемника M1 под действием возникшего синхронизирую­щего момента. Статор датчика повернется на угол, соот­ветствующий тому рассогласованию, которое имело место до начала действия следящей системы.

Рис. 5.28. Следящая система на переменном токе на основе дистанцион­ного электрического вала.

Затем, как обычно, производится пуск главного дви­гателя и за ним согласованно следует синхронно-следящая система электрического вала. В динамическом режиме, так же как и в статике, действие системы направлено к автоматическому устранению рассогласования в положе­нии валов электрического привода за счет перенесения этого рассогласования в положение статоров. Очевидно, что такая система может обеспечить более высокую точность отработки, чем обычная система электрического вала.

Установка роторов машин электрического вала в оди­наковое угловое положение и осуществление предусмо­тренных для согласованного вращения соединений между обмотками машин и сетью производится с помощью син­хронизации. Необходимо следить за тем, чтобы вращаю-

щиеся поля соединенных. между собой машин имели оди­наковое направление вращения.

Схема, которая надежно исключает погрешности при синхронизации, изображена на рис. 5.29. Здесь весь про­цесс синхронизации происходит в три ступени (K1, K2, КЗ). На рис. 5.30 показано пространственное положение глав­ного потока в машинах электрического вала на различных ступенях включения схемы синхронизации.

Синхронизация в три ступени не всегда является обя­зательной. В установках, к которым не предъявляются высокие требования и синхронизация требуется редко, иногда считается допустимой случайная погрешность син­хронизации, и синхронизацию можно производить в две ступени (первая и третья или вторая и третья по рис. 5.29 и 5.30).

Моменты трения и нагру­зочные моменты действуют навстречу соответствующим направлениям вращательного

Рис. 5.29. Схема предварительной трехступенчатой синхронизации ма­шин электрического вала.

движения и оказывают поэтому демпфирующее воздействие на возникающие уравнительные колебания. В отдельных случаях, когда механическое демпфирование недостаточно, для сокращения времени, протекающего между отдель­ными ступенями синхронизации, в соединение роторов включают резисторы с относительно большим демпфирую­щим сопротивлением, которые при последнем переключении на трехфазное присоединение машин вала к сети шунти­руются и таким образом не могут влиять на работу вала. Обычная выдержка времени между ступенями переклю­чения при синхронизации составляет несколько секунд.

Иногда возникает необходимость пуска и синхрониза­ции машины приемника дистанционного электрического вала при уже вращающемся датчике. Наиболее надежная возможность пуска машины-приемника дистанционного электрического вала до угловой скорости, одинаковой с угловой скоростью машины-датчика, и последующей синхронизации приемника обеспечивается при возбужде-

иии машин вала постоянным током по схеме рис. 5.31, При вращающемся главном двигателе ДГ и датчике M1

Рис. 5.30. Пространственное положение главного потока в машинах электрического вала на различных ступенях включения схемы синх­ронизации на рис. 5.29.

замыкаются контакты К1 и К2'. Машина М2 получает питание со стороны ротора от машины-датчика M1, рабо-

тающей как синхронный генератор с возбуждением постоянным током со сто­роны статора. Две фазы обмотки статора М2 замк­нуты накоротко. Машина-приемник М2 разгоняется почти до угловой скорости

Рис. 5.31. Схема синхронизации машины-приемника дистанцион­ного электрического вала при возбуждении постоянным током в случае вращающегося дат­чика.

датчика как обычный асинхронный двигатель. После переключения контактора К2 машина М2 получает воз­буждение постоянным током и как синхронная машина

входит в синхронизм с машиной-датчиком M1. После этого воздействием на контактор КЗ на обе машины вала подается трехфазное питание и они переходят в режим работы дистанционного электрического вала.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИИ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И МОМЕНТА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ