Generátorrendszer – DC motor
A különféle szerszámgépek gyakran szélesebb tartományban igénylik a hajtási fordulatszám fokozatmentes szabályozását, mint a mágneses fluxus beállításával. DC motor párhuzamos gerjesztéssel… Ezekben az esetekben bonyolultabb elektromos hajtásrendszereket alkalmaznak.
ábrán. Az 1. ábra egy generátor-motor rendszer szerinti állítható elektromos hajtás diagramját mutatja (rövidítve G - D). Ebben a rendszerben egy IM indukciós motor folyamatosan forgat egy független gerjesztésű G DC generátort és egy B gerjesztőt, amely egy párhuzamos gerjesztésű kis teljesítményű DC generátor.
A D egyenáramú motor hajtja meg a gép munkatestét. Az OVG generátor és az ATS motor gerjesztőtekercseit a B gerjesztő táplálja. A G generátor gerjesztő áramkörének ellenállását az 1-es reosztáttal megváltoztatva a D motor armatúrájára adott feszültség megváltozik, és így a a motor fordulatszáma szabályozott. Ebben az esetben a motor teljes és állandó fluxussal működik, mivel a 2. reosztátot eltávolítják.
Amikor az U feszültség változik, a fordulatszám n0 ideális motor üresjárati D fordulatszámmal változik. Mivel a motor fluxusa és az armatúra áramköri ellenállása nem változik, a b meredekség állandó marad. Ezért az U különböző értékeinek megfelelő egyenes mechanikai jellemzők egymás alatt és egymással párhuzamosan helyezkednek el (2. ábra).
Rizs. 1. Rendszergenerátor - DC motor (dpt)
Rizs. 2. A generátor mechanikai jellemzői – egyenáramú motorrendszer
Nagyobb lejtéssel rendelkeznek, mint az állandó hálózatról táplált ugyanazon villanymotor jellemzői, mivel a G - D rendszerben a generátor állandó gerjesztőáramánál az U feszültség a terhelés növekedésével csökken a függőség szerint:
ahol pl. és rg — e. stb. pp. és a generátor belső ellenállása.
Az aszinkron motorokhoz hasonlóan jelöljük
Ez az érték a motor fordulatszámának csökkenését jellemzi, amikor a terhelés nulláról névlegesre nő. Párhuzamos mechanikai jellemzőkhöz
Ez az érték n0 csökkenésével nő. Nagy sn-értékeknél a megadott vágási feltételek jelentősen megváltoznak a terhelés véletlenszerű ingadozásaival. Ezért a feszültségszabályozási tartomány általában kisebb, mint 5:1.
A motorok névleges teljesítményének csökkenésével a motorok feszültségesése nő, és a mechanikai jellemzők meredekebbek lesznek. Emiatt a G -D rendszer feszültségszabályozási tartománya csökken a teljesítmény csökkenésével (1 kW-nál kisebb teljesítmény esetén 3:1 vagy 2:1 arányra).
A generátor mágneses fluxusának csökkenésével az armatúra reakciójának demagnetizáló hatása nagyobb mértékben befolyásolja a feszültségét. Ezért az alacsony motorfordulatszámhoz kapcsolódó jellemzők valójában nagyobb lejtéssel rendelkeznek, mint a mechanikai jellemzők.
A szabályozási tartomány kiterjesztése a D motor mágneses fluxusának csökkentésével valósul meg a generátor teljes áramlásán előállított 2-es reosztát segítségével (lásd 1. ábra), amely a fordulatszám szabályozási módja megfelel a természetes feletti karakterisztikának. egy (lásd 2. ábra).
A teljes szabályozási tartomány, amely mindkét módszer szabályozási tartományának szorzata, eléri a (10 — 15): 1. A feszültségszabályozás állandó nyomatékszabályozás (mivel a motor mágneses fluxusa változatlan marad). A D motor mágneses fluxusának változtatásával történő szabályozás állandó teljesítményszabályozás.
A motor indítása előtt a 2. D reosztátot (lásd 1. ábra) teljesen eltávolítják, és a motor fluxusa eléri a legmagasabb értéket. Ekkor az 1 reosztát megnöveli a G generátor gerjesztését. Ez a feszültség növekedését és a D motor fordulatszámának növekedését okozza. Ha az OVG tekercset azonnal csatlakoztatjuk a B gerjesztő teljes UB feszültségéhez, akkor a benne lévő áram, mint minden induktivitású és aktív ellenállású áramkörben, megnő:
ahol rv a gerjesztő tekercs ellenállása, LB az induktivitása (a mágneses kör telítettségének hatását figyelmen kívül hagyjuk).
ábrán. A 3. ábrán a (1. görbe) a gerjesztőáram időtől való függésének grafikonját mutatja. A gerjesztőáram fokozatosan növekszik; a növekedés mértékét az arány határozza meg
ahol Tv a generátor gerjesztő tekercsének elektromágneses időállandója; megvan az idő dimenziója.
Rizs. 3. A gerjesztőáram megváltoztatása a G-D rendszerben
A generátor feszültségének változása indításkor megközelítőleg ugyanolyan jellegű, mint a gerjesztőáram változása. Ez lehetővé teszi, hogy a motor automatikusan elinduljon az 1. reosztát eltávolításával (lásd 1. ábra).
A generátor gerjesztőáramának növekedését gyakran úgy gyorsítják (kényszerítik), hogy a kezdeti pillanatban a gerjesztőtekercsre a névleges értéket meghaladó feszültséget kapcsolnak, majd a 2. görbe mentén folytatódik a gerjesztés növelésének folyamata (lásd 3. ábra, a ). Amikor a tekercsben lévő áram eléri az Iv1 értéket, amely megegyezik az állandósult állapotú gerjesztőárammal a névleges feszültségen, a gerjesztőtekercs feszültsége a névleges értékre csökken. A gerjesztő áram felfutási ideje a névleges értékre csökken.
A generátor gerjesztésének kikényszerítéséhez a V gerjesztőfeszültséget (lásd az 1. ábrát) 2-3-szor nagyobbra választják, mint a generátor gerjesztőtekercse névleges feszültsége, és egy további 4 ellenállást vezetnek be az áramkörbe. …
A generátor-motor rendszer lehetővé teszi a regeneratív fékezést. A leállításhoz szükséges, hogy az armatúrában lévő áram irányát változtassa. A nyomaték is előjelet vált, és vezetés helyett fékezéssé válik. A leállás akkor következik be, amikor a 2. motorreosztát mágneses fluxusa megnő, vagy amikor a generátor feszültsége az 1. reosztáttal csökken. Mindkét esetben pl. stb. c) A motor E feszültsége magasabb lesz, mint a generátor U feszültsége.Ebben az esetben a D motor generátor üzemmódban működik, és a mozgó tömegek mozgási energiája hajtja forgásba, a G generátor pedig motoros üzemmódban működik, szuperszinkron sebességgel forgatva az IM gépet, amely egyúttal generátor üzemmódba kapcsol, ill. táplálja a hálózatot.
A regeneratív fékezés az 1. és 2. reosztát befolyásolása nélkül is végrehajtható. Egyszerűen kinyithatja a generátor gerjesztő áramkörét (pl. 3. kapcsoló). Ebben az esetben a generátor gerjesztő tekercséből és a 6 ellenállásból álló zárt áramkörben az áram fokozatosan csökken
ahol R a 6-os ellenállás ellenállása.
ábrán látható az ennek az egyenletnek megfelelő grafikon. 3, b. A generátor gerjesztőáramának fokozatos csökkenése ebben az esetben egyenértékű az 1. reosztát ellenállásának növekedésével (lásd 1. ábra), és regeneratív fékezést okoz. Ebben az áramkörben a generátor gerjesztő tekercsével párhuzamosan kapcsolt 6 ellenállás kisülési ellenállás. Megvédi a gerjesztő tekercs szigetelését a károsodástól a gerjesztőkör hirtelen vészmegszakadása esetén.
Ha a gerjesztő áramkör megszakad, a gép mágneses fluxusa meredeken csökken, e-t indukál a gerjesztőtekercs fordulataiban. stb. c) az öninduktivitás olyan nagy, hogy a tekercsszigetelés tönkremehet. A 6 kisülési ellenállás olyan áramkört hoz létre, amelyben pl. stb. c) a mezőtekercs önindukciója olyan áramot indukál, amely lassítja a mágneses fluxus csökkenését.
A kisülési ellenálláson kialakuló feszültségesés megegyezik a terepi tekercs feszültségével.Minél kisebb a kisülési ellenállás értéke, annál kisebb a gerjesztőtekercs feszültsége, ha az áramkör megszakad. Ugyanakkor a kisülési ellenállás ellenállásértékének csökkenésével a normál üzemmódban folyamatosan átfolyó áram és a benne lévő veszteségek nőnek. A kisülési ellenállás értékének kiválasztásakor mindkét rendelkezést figyelembe kell venni.
A generátor gerjesztő tekercsének kikapcsolása után kis feszültség marad a kapcsain a maradék mágnesesség miatt. Emiatt a motor lassan, úgynevezett kúszósebességgel foroghat. Ennek a jelenségnek a kiküszöbölésére a generátor gerjesztő tekercsét a gerjesztőről való leválasztás után a generátor kapcsaira kötik úgy, hogy a maradék mágnesességből származó feszültség lemágnesező áramot idéz elő a generátor gerjesztő tekercsében.
A D villanymotor megfordításához az OVG G generátor gerjesztőtekercsében az áram irányát a 3. kapcsolóval (vagy más hasonló eszközzel) kell megváltoztatni. A tekercs jelentős induktivitása miatt a gerjesztőáram fokozatosan csökken, irányt vált, majd fokozatosan növekszik.
A motor indításának, leállításának és irányváltásának folyamatai a vizsgált rendszerben rendkívül gazdaságosak, mivel az armatúrában lévő reosztátok használata nélkül hajtják végre. A motor indítása és lassítása könnyű és kompakt berendezéssel történik, amely csak kis mezőáramokat vezérel. Ezért ezt a "generátor-egyenáramú motor" rendszert gyakori indításokkal, fékezésekkel és irányváltásokkal végzett munkákhoz ajánlott használni.
A motor-generátor-egyenáramú rendszer fő hátrányai a viszonylag alacsony hatásfok, a magas költségek és a nagyszámú elektromos gép jelenléte miatt nehézkesek. A rendszer ára 8-10-szer haladja meg az azonos teljesítményű aszinkron mókuskalitkás motor árát. Ráadásul olyan elektromos hajtásrendszer sok helyet igényel.