Generaatorisüsteem – alalisvoolumootor

Erinevad tööpingid nõuavad sageli ajami kiiruse astmelist juhtimist laiemas vahemikus, kui seda saab pakkuda magnetvoo reguleerimisega. Paralleelergutusega alalisvoolumootor… Nendel juhtudel kasutatakse keerukamaid elektriajamisüsteeme.

Joonisel fig. 1 on kujutatud generaator-mootori süsteemile vastava reguleeritava elektriajami skeem (lühendatult G - D). Selles süsteemis pöörleb asünkroonmootor IM pidevalt sõltumatult ergastavat alalisvoolugeneraatorit G ja ergutit B, mis on paralleelselt ergastav väikese võimsusega alalisvoolugeneraator.

Alalisvoolumootor D juhib masina töökeha. Generaatori OVG ja mootori ATS ergutusmähiseid varustatakse ergutiga B. Muutes generaatori G ergutusahela takistust reostaadiga 1, muudetakse mootori D armatuurile rakendatavat pinget ja seega ka ergutusahelat. mootori kiirus on reguleeritud. Sel juhul töötab mootor täis ja püsiva vooluga, kuna reostaat 2 on eemaldatud.

Pinge U muutumisel muutub kiirus n0 ideaalse mootori tühikäigu pöörete arvu võrra D. Kuna mootori voog ja selle armatuuri ahela takistus ei muutu, jääb kalle b konstantseks. Seetõttu paiknevad U erinevatele väärtustele vastavad sirgjoonelised mehaanilised karakteristikud üksteise all ja üksteisega paralleelselt (joonis 2).

Riis. 1. Süsteemi generaator – alalisvoolumootor (dpt)

Riis. 2. Generaatori mehaanilised omadused — alalisvoolumootori süsteem

Neil on suurem kalle kui sama konstantsest võrgust toidetava elektrimootori omadused, kuna G-D süsteemis väheneb pinge U generaatori konstantse ergutusvoolu korral koormuse suurenemisega vastavalt sõltuvusele:

kus nt. ja vastavalt rg — e. jne. lk ja generaatori sisetakistus.

Analoogiliselt asünkroonsete mootoritega tähistame

See väärtus iseloomustab mootori pöörete arvu vähenemist, kui koormus tõuseb nullist nominaalini. Paralleelsete mehaaniliste omaduste jaoks

See väärtus suureneb, kui n0 väheneb. Suurte sn väärtuste korral muutuvad määratud lõiketingimused oluliselt juhuslike koormuse kõikumiste korral. Seetõttu on pinge reguleerimise vahemik tavaliselt väiksem kui 5:1.

Kui mootorite nimivõimsus väheneb, suureneb mootorite pingelang ja mehaanilised omadused muutuvad järsemaks. Sel põhjusel väheneb G-D süsteemi pinge reguleerimise vahemik võimsuse vähenedes (alla 1 kW võimsuste korral 3:1 või 2:1).

Kui generaatori magnetvoog väheneb, mõjutab selle armatuuri reaktsiooni demagnetiseeriv toime selle pinget suuremal määral. Seetõttu on mootori madala pöörete arvuga seotud omadustel tegelikult suurem kalle kui mehaanilistel omadustel.

Reguleerimisvahemiku laiendamine saavutatakse mootori D magnetvoo vähendamisega generaatori täisvoolul toodetud reostaadi 2 abil (vt joonis 1. See kiiruse reguleerimise meetod vastab karakteristikutele, mis asuvad loomulikust kõrgemal). üks (vt joonis 2).

Kogu reguleerimisvahemik, mis on võrdne mõlema meetodi reguleerimisvahemike korrutisega, ulatub (10–15): 1. Pinge reguleerimine on konstantse pöördemomendi juhtimine (kuna mootori magnetvoog jääb muutumatuks). Reguleerimine mootori D magnetvoo muutmisega on konstantse võimsuse reguleerimine.

Enne mootori käivitamist eemaldatakse D-reostaat 2 (vt joonis 1) täielikult ja mootori voog saavutab kõrgeima väärtuse. Seejärel suurendab reostaat 1 generaatori G ergastust. See põhjustab pinge tõusu ja mootori D kiiruse suurenemist. Kui mähis OVG ühendatakse kohe erguti B täispingega UB, suureneb selles vool, nagu igas induktiivsuse ja aktiivtakistusega vooluringis:

kus rv on ergastuspooli takistus, LB on selle induktiivsus (jätke tähelepanuta magnetahela küllastumise mõju).

Joonisel fig. 3, a (kõver 1) näitab ergutusvoolu sõltuvuse ajast graafikut. Ergastusvool suureneb järk-järgult; kasvukiirus määratakse suhtega

kus Tv on generaatori ergutusmähise elektromagnetiline ajakonstant; sellel on aja mõõde.

Riis. 3. Ergastusvoolu muutmine G-D süsteemis

Generaatori pinge muutus käivitamisel on ligikaudu sama iseloomuga kui ergutusvoolu muutus. See võimaldab mootoril automaatselt käivituda, kui reostaat 1 on eemaldatud (vt joonis 1).

Generaatori ergutusvoolu suurenemist kiirendatakse (sunnitakse) sageli, rakendades algmomendil ergutusmähisele nominaalväärtust ületavat pinget Seejärel jätkub ergastuse suurendamise protsess mööda kõverat 2 (vt joon. 3, a ). Kui voolutugevus mähises jõuab väärtuseni Iv1, mis on võrdne püsiseisundi ergutusvooluga nimipingel, vähendatakse ergutuspooli pinget nimipingele. Ergastusvoolu tõusuaeg nimiväärtuseni väheneb.

Generaatori ergastamiseks valitakse ergutuspinge V (vt joonis 1) 2-3 korda suurem generaatori ergutusmähise nimipingest ja vooluringi sisestatakse täiendav takisti 4. …

Generaatori-mootori süsteem võimaldab regeneratiivpidurdust. Peatamiseks on vaja, et armatuuris olev vool muudaks oma suunda. Pöördemoment muudab ka märki ja sõidu asemel muutub see pidurdamiseks. Seiskumine toimub siis, kui mootori reostaadi 2 magnetvoog suureneb või generaatori pinge väheneb koos reostaadiga 1. Mõlemal juhul on nt. jne. c) Mootori E muutub kõrgemaks kui generaatori pinge U.Sel juhul töötab mootor D generaatori režiimis ja aetakse pöörlema ​​liikuvate masside kineetilise energia toimel ning generaator G töötab mootorirežiimil, pöörates IM-masinat supersünkroonse kiirusega, mis samal ajal lülitub generaatori režiimile ja varustab võrku toiteallikaga.

Regeneratiivpidurdust saab teha ilma reostaate 1 ja 2 mõjutamata. Võite lihtsalt avada generaatori ergutusahela (nt lüliti 3). Sel juhul väheneb generaatori ja takisti 6 ergutusmähisest koosneva suletud ahela vool järk-järgult

kus R on takisti 6 takistus.

Sellele võrrandile vastav graafik on näidatud joonisel fig. 3, b. Generaatori ergutusvoolu järkjärguline vähenemine on sel juhul samaväärne reostaadi 1 takistuse suurenemisega (vt joonis 1) ja põhjustab regeneratiivpidurdust. Selles vooluringis on generaatori ergutusmähisega paralleelselt ühendatud takisti 6 tühjendustakisti. See kaitseb ergutusmähise isolatsiooni kahjustuste eest ergutusahela äkilise hädakatkestuse korral.

Ergastusahela katkestamisel väheneb masina magnetvoog järsult, indutseerib ergutuspooli pööretesse e. jne. c) iseinduktiivsus on nii suur, et see võib põhjustada mähise isolatsiooni purunemise. Tühjendustakisti 6 loob ahela, milles e. jne. c) väljapooli iseinduktsioon indutseerib voolu, mis aeglustab magnetvoo vähenemist.

Pingelangus tühjendustakistil on võrdne väljapooli pingega.Mida madalam on tühjendustakistuse väärtus, seda madalam on ergutusmähise pinge vooluringi katkemisel. Samal ajal, kui tühjendustakisti takistuse väärtus väheneb, suureneb seda tavarežiimis pidevalt läbiv vool ja kaod selles. Tühjendustakistuse väärtuse valimisel tuleb arvestada mõlemaga.

Pärast generaatori ergutusmähise väljalülitamist jääb selle klemmidele jääkmagnetismi tõttu väike pinge. See võib põhjustada mootori aeglase pöörlemise nn roomekiirusel. Selle nähtuse kõrvaldamiseks ühendatakse generaatori ergutusmähis pärast erguti küljest lahtiühendamist generaatori klemmidega nii, et jääkmagnetismist tulenev pinge põhjustab generaatori ergutusmähises demagnetiseeriva voolu.

Elektrimootori D ümberpööramiseks muudetakse voolu suunda generaatori OVG G ergutusmähises lüliti 3 (või mõne muu sarnase seadme) abil. Mähise olulise induktiivsuse tõttu väheneb ergutusvool järk-järgult, muudab suunda ja seejärel järk-järgult suureneb.

Mootori käivitamise, seiskamise ja tagurdamise protsessid vaadeldavas süsteemis on väga ökonoomsed, kuna need viiakse läbi ilma armatuuris sisalduvaid reostaate kasutamata. Mootor käivitatakse ja aeglustatakse kergete ja kompaktsete seadmetega, mis juhivad ainult väikeseid väljavoolusid. Seetõttu soovitatakse seda "generaator-alalisvoolumootori" süsteemi kasutada sagedaste käivituste, pidurite ja tagasikäiguga töödel.

Mootor-generaator-DC süsteemi peamised puudused on suhteliselt madal efektiivsus, kõrge hind ja tülikas, kuna süsteemis on palju elektrimasinaid. Süsteemi hind ületab sama võimsusega asünkroonse oravapuurmootori hinna 8 — 10 korda. Pealegi sellised elektriajami süsteem nõuab palju ruumi.