Генераторски систем — ДЦ мотор

Различите машине алатке често захтевају бесконачну контролу брзине погона у ширем опсегу него што се може обезбедити подешавањем магнетног флукса. ДЦ мотор са паралелном побудом… У овим случајевима се користе сложенији системи електричних погона.

На сл. 1 приказан је дијаграм подесивог електричног погона према систему генератор-мотор (скраћено Г — Д). У овом систему, асинхрони мотор ИМ континуирано ротира независно побуђени ДЦ генератор Г и побудник Б, који је паралелно побуђени генератор једносмерне струје мале снаге.

ДЦ мотор Д покреће радно тело машине. Побудни намотаји генератора ОВГ и мотора АТС се напајају од побуђивача Б. Променом отпора побудног кола генератора Г реостатом 1 мења се напон примењен на арматуру мотора Д, а самим тим и брзина мотора је регулисана. У овом случају, мотор ради пуним и константним флуксом јер је реостат 2 уклоњен.

Када се напон У промени, брзина се мења н0 идеална брзина мотора у празном ходу Д. Пошто се флукс мотора и отпор његовог арматурног кола не мењају, нагиб б остаје константан. Дакле, праволинијске механичке карактеристике које одговарају различитим вредностима У налазе се једна испод друге и паралелне једна са другом (слика 2).

Пиринач. 1. Генератор система - ДЦ мотор (дпт)

Пиринач. 2. Механичке карактеристике генератора — ДЦ моторни систем

Имају већи нагиб од карактеристика истог електромотора који се напаја из константне мреже, пошто у систему Г — Д напон У при константној побудној струји генератора опада са повећањем оптерећења према зависности:

где је нпр. и рг — е, респективно. итд. стр и унутрашњи отпор генератора.

По аналогији са асинхроним моторима, означавамо

Ова вредност карактерише смањење брзине мотора када се оптерећење повећава од нуле до номиналног. За паралелне механичке карактеристике

Ова вредност расте како н0 опада. При великим вредностима сн, наведени услови сечења ће се значајно променити са насумичним флуктуацијама оптерећења. Због тога је опсег регулације напона обично мањи од 5:1.

Како се називна снага мотора смањује, пад напона на моторима се повећава и механичке карактеристике постају стрмије. Из тог разлога, опсег регулације напона Г-Д система се смањује како се снага смањује (за снаге мање од 1 кВ на 3:1 или 2:1).

Како се магнетни флукс генератора смањује, демагнетизирајући ефекат његове арматурне реакције у већој мери утиче на његов напон. Дакле, карактеристике повезане са малим бројем обртаја мотора заправо имају већи нагиб од механичких карактеристика.

Проширење опсега регулације постиже се смањењем магнетног флукса мотора Д помоћу реостата 2 (види слику 1), произведеног при пуном протоку генератора.Овај начин регулације брзине одговара карактеристикама које се налазе изнад природног. један (видети сл. 2).

Укупан опсег управљања, једнак производу контролних опсега обе методе, достиже (10 — 15): 1. Регулација напона је контрола константног обртног момента (пошто магнетни флукс мотора остаје непромењен). Регулација променом магнетног флукса мотора Д је регулација константне снаге.

Пре покретања мотора, Д реостат 2 (види слику 1) је потпуно уклоњен и флукс мотора достиже највећу вредност. Тада реостат 1 повећава побуду генератора Г. То доводи до повећања напона и повећања брзине мотора Д. Ако се завојница ОВГ одмах прикључи на пуни напон УБ узбуђивача Б, струја у њему, као иу сваком колу са индуктивношћу и активним отпором, ће се повећати:

где је рв отпор побудног калема, ЛБ његова индуктивност (занемарити ефекат засићења магнетног кола).

На сл. 3, а (крива 1) приказује график зависности побудне струје од времена. Струја побуде се постепено повећава; стопа повећања је одређена односом

где је Тв електромагнетна временска константа побудног намотаја генератора; има димензију времена.

Пиринач. 3. Промена струје побуде у систему Г-Д

Промена напона генератора при стартовању има приближно исти карактер као и промена струје побуде. Ово омогућава да се мотор аутоматски покрене са уклоњеним реостатом 1 (види слику 1).

Повећање побудне струје генератора се често убрзава (форсира) тако што се у почетном тренутку на побудни намотај напон који премашује номинални, а затим ће се процес повећања побуде наставити дуж криве 2 (види слику 3, а ). Када струја у калему достигне Ив1, једнаку стационарној побудној струји при називном напону, напон побудног намотаја се смањује на номинални. Време пораста струје побуде до номиналне је смањено.

За принудно побуђивање генератора, напон побудника В (види слику 1) се бира 2-3 пута већи од номиналног напона побудног намотаја генератора и додатни отпорник 4 се уводи у коло. …

Систем генератор-мотор омогућава регенеративно кочење. За заустављање потребно је да струја у арматури промени свој правац. Обртни момент ће такође променити знак и уместо да вози, постаће кочење. До заустављања долази када се повећа магнетни флукс реостата мотора 2 или када напон генератора опадне са реостатом 1. У оба случаја, нпр. итд. ц) Е мотора постаје већи од напона У генератора.У овом случају мотор Д ради у генераторском режиму и покреће се у ротацију кинетичком енергијом покретних маса, а генератор Г ради у моторном режиму, ротира ИМ машину суперсинхроном брзином, која истовремено прелази у режим генератора и напаја мрежу .

Регенеративно кочење се може извршити без утицаја на реостате 1 и 2. Можете једноставно отворити круг побуде генератора (нпр. прекидач 3). У овом случају, струја у затвореном колу који се састоји од побудног намотаја генератора и отпорника 6 ће се постепено смањивати

где је Р отпор отпорника 6.

Графикон који одговара овој једначини приказан је на Сл. 3, б. Постепено смањење струје побуде генератора у овом случају је еквивалентно повећању отпора реостата 1 (види слику 1) и изазива регенеративно кочење. У овом колу, отпорник 6 повезан паралелно са побудним намотајем генератора је отпорник за пражњење. Штити изолацију побудног намотаја од оштећења у случају изненадног хитног прекида кола побуде.

Када се узбудно коло прекине, магнетни флукс машине нагло опада, индукује е у завојима побудног калема. итд. ц) самоиндуктивност је толика да може изазвати квар изолације намотаја. Отпорник за пражњење 6 ствара коло у којем нпр. итд. ц) самоиндукција намотаја поља индукује струју која успорава смањење магнетног флукса.

Пад напона на отпорнику за пражњење једнак је напону на завојници поља.Што је мања вредност отпора пражњења, то је мањи напон побудног намотаја када је коло прекинуто. Истовремено, са смањењем вредности отпора отпорника за пражњење, струја која непрекидно тече кроз њега у нормалном режиму и губици у њему се повећавају. Обе одредбе морају се узети у обзир при избору вредности отпора пражњења.

Након искључивања побудног намотаја генератора, мали напон остаје на његовим прикључцима због преосталог магнетизма. Ово може проузроковати да се мотор споро окреће при такозваној брзини пузања. Да би се ова појава елиминисала, побудни намотај генератора, након што се одвоји од узбуђивача, повезује се са стезаљкама генератора тако да напон од заосталог магнетизма изазива струју демагнетизације у побудном намотају генератора.

За реверзију електромотора Д, смер струје у побудном калему генератора ОВГ Г се мења помоћу прекидача 3 (или другог сличног уређаја). Због значајне индуктивности завојнице, побудна струја се постепено смањује, мења правац и затим се постепено повећава.

Процеси покретања, заустављања и преокретања мотора у разматраном систему су веома економични, јер се изводе без употребе реостата укључених у арматуру. Мотор се покреће и успорава помоћу лаке и компактне опреме која контролише само мале струје поља. Због тога се овај систем „генератор – ДЦ мотор“ препоручује за рад са честим стартовањима, кочењима и преокретима.

Главни недостаци система мотор-генератор-ДЦ су релативно ниска ефикасност, висока цена и гломазност због присуства великог броја електричних машина у систему. Цена система премашује цену асинхроног кавезног мотора исте снаге 8 — 10 пута. Штавише, такве електрични погонски систем захтева пуно простора.