Электропривод по системе генератор-двигатель

Регулирование скорости данным способом осуществляет­ся по схеме, изображенной на рис. 2.10, когда якорь пита­ется от управляемого источника постоянного тока (преобра­зователь II) по системе преобразователь-двигатель (П-Д). В качестве преобразователя используются электромашинные (система генератор-двигатель, (Г-Д), управляемые выпрями­тели (УВ) и широтно-импульсные преобразователи (ШИП).

При этом обмотка возбуждения двигателя независимого возбуждения питается от отдельного источника постоянного тока, например от неуправляемого выпрямителя.

Рис. 2.10. Регулирование скорости ДПТ независимого

возбуждения изменением подводимого к якорю напряжения:

а – схема включения; б – характеристики

Сам преобразователь, в общем случае, характеризуется ЭДС , внутренним сопротивлением , коэффициентом уси­ления

,

где U_y – входной управляющий сигнал.

Напряжение на выходе преобразователя по внешней ха­рактеристике

. (2.16)

Следовательно, формулы (2.3, 2.4) для электромеханиче­ской и механической характеристик будут иметь вид

(2.17)

На рис. 2.11 приведены схемы и механические характеристики двигателей постоянного тока, работающих по системе П-Д. Из рис. 2.10, б видно, что изменением ЭДС пропорционально изменяется и скорость идеального холо­стого хода на искусственных характеристиках, а сами ха­рактеристики имеют меньшую жесткость (больший наклон) из-за наличия сопротивления . Таким образом, перепад ско­рости увеличился. Естественная характеристика получена при , т. е. при питании от источника напряжения. При этом I и II квадранты соответствуют режимам двигателя и генератора при прямом вращении, a III и IV — соответст­венно, при обратном. При ДПТ работает в режиме ди­намического торможения.

Приведенные на рис. 2.10, б, характеристики соответствуют использованию схемы Г-Д (рис. 2.11). Гене­ратор постоянного тока приводится во вращение асинхрон­ным двигателем , а напряжение на якоре ДПТ регу­лируется изменением тока возбуждения генератора . Якорь генератора (сопротивления обмотки ) непосредствен­но электрически соединяется с якорем двигателя (электриче­ский вал). Регулирование скорости изменением ЭДС может сочетаться с ослаблением поля двигателя, что обеспечивает двухзонное регулирование: от нуля до номинальной – из­менением , выше номинальной – изменением тока возбуж­дения .

Рис. 2.11. Схема электропривода по системе генератор-двигатель

Основные достоинства системы генератор-двигатель (Г-Д): большой диапазон и плавность регулирования скоро­сти Д1 IT, высокая жесткость характеристик, реализация всех энергетических режимов работы ДПТ.

Основной недостаток – утроенная установленная мощ­ность электрических машин, следовательно, снижение КПД, инерционность регулирования и высокая стоимость.

Подобная схема используется в качестве электротрансмис­сии на тепловозах, судах, большегрузных самосвалах и других, где в качестве источника механической энергии применяются тепловые двигатели – дизели, паровые или газовые турбины. Генераторы постоянного тока уступили место синхронным ге­нераторам, работающим через неуправляемый выпрямитель на двигатели постоянного тока.