При регулировании изменением напряжения изменяется ω0 – регулирование экономичное (без потерь). Частота вращения регулируется вниз и вверх от номинального. Вверх от номинальной величины регулируется в узких пределах, т.к. изоляция рассчитана на номинальное напряжение.
При большом диапазоне регулирования необходимо применение системы автоматического регулирования с обратными связями по току, напряжению и частоте вращения для обеспечения устойчивой работы. Этот способ регулирования применяется в системе Г-Д:
Реостат RВД обеспечивает регулирование тока возбуждения двигателя. Это регулирование магнитным потоком. Здесь применяется двухзонное регулирование: в пределах от 0 до номинального значения частоты вращения двигателя регулирование осуществляется изменением подведенного напряжения. Для регулирования частоты вращения выше номинального значения при постоянном напряжении регулируют магнитным потоком двигателя, изменяя сопротивление RВД.
Скоростная характеристика двигателя:
В системе Г-Д:
а) обеспечивается плавный пуск двигателя при постоянном магнитном потоке путем повышения напряжения генератора от 0 до номинальной величины.
б) регулирование частоты вращения двигателя изменением напряжения генератора в пределах от 0 до номинального значения.
в) регулирование частоты вращения двигателя от номинальной и выше при постоянном напряжении, равном номинальной величине, и ослаблении магнитного потока двигателя.
г) система обеспечивает реверсивное управление двигателя. Это обеспечивается реверсированием тока возбуждения генератора(потенциометр на схеме).
д) в системе обеспечивается торможение двигателя путем снижения напряжения генератора. Двигатель переводится в генераторный режим и через генератор и АД энергия торможения отдается в сетью В качестве возбудителя или подвозбудителя генератора используются электромагнитные усилители. Это необходимо для увеличения диапазона регулирования скорости.
В схеме также применяются тахогенераторы для измерения скорости двигателя и для создания в системе автоматического регулирования обратной связи по скорости. Кроме того, обеспечиваются обратные связи по току и по напряжению. Система предназначена для стабилизации скорости вращения двигателя при широком регулировании скорости вращения.
Реакция якоря СГ
При нагрузке Г.3-хфазн. ток якоря создаёт вращ. магнитн. поле реакции Я.Результир магн.
поток равен сумме потоков возбуждения и реакции Я.Реакция Я- взаимодействие поля возбужд.
и поля якоря.
1.Реакция якоря при чисто активной нагрузке
Fa- МДС якоря, Fb- поток возбуждения
МДС Fb действует вдоль оси полюсов, МДС Fa- вдоль перпендикулярной оси.
d-ось полюсов = продольной оси машиы, q – поперечная ось машины
При чисто активной нагрузке реакция Я поперечная, поток реакции Я действует вдоль попере-
чной оси машины (q). Поперечная реакция Я искажает форму магн. поля,но не измен кол-ва
магн. силовых линий.
2.Реакция Я при чисто индуктивной нагр.
МДС и поток реакции якоря напр.вдоль оси полюсов навстречу потоку возбуждения Фв,т.е. по продольной оси направлен.Реакция Я продольно-размагничивающая.При индуктив. нагр. реакция
Я размагничев-ая и результир. магн. потока маш. меньше чем при х.х.Это значит,что ЭДС маши-ны, кот создаётся результирующим потоком, также при нагр. будет меньше.
3.При ёмкостной нагр. ток Я явл. опережающим, реакция Я оказывается продольной подмагничевающей.Поток реакции Я напр.вдоль q и действует в ту же сторону, что и поток полюсов. Магн. поле маш. усиливается при нагрузке и нап-ряжен. на зажимах может возрастать
при увелич. нагрузки.
4. в общем случае Id=I1*sin(пси) Iq=I1*cos(пси) из этого следует раскладыв. вектор I1
на две состовляющие
Билет №11 (23)
1. Электрическое торможение Д постоянного тока
Торможение Д постоянного тока:
1)динамические;
2)противовключением;
3)рекуперативное или генераторное.
ДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ
Якорь Д отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление. Обмотка включения остаётся включённой на полное напряжение.
cФω=Е-Ia (Ra+Rp), Е=0, следовательно Ia=- cФω/(Ra+Rp). В т.2 начало торможения. Ia и М уменьшаются по мере снижения скорости. Д работает как Г, а приводным Д является инерция ротора. Торможение интенсивное, интенсивность можно регулировать, изменяя сопротивление реостата Rp. Вся, запасённая, кинетическая энергия идёт на нагрев реостата. Неэкономично!
ТОРМОЖЕНИЕ ПРОТИВОВКЛЮЧЕНИЕМ
Изменяется полярность либо на ОВ, либо на обмотке якоря. В системе Г-Д это осуществляется
изменением направления тока в ОВ Г. Обеспечивается взаимная блокировка от одновременно включённых контактов Р и Т. Rp для ограничения Iпуск. cФω=-U-Ia (Ra+Rp), Ia=- (U+cФω)/(Ra+Rp). В начальный момент времени на зажимах якоря двойное напряжение и для того, чтобы ток не был большим, вводится реостат.
1 – рабочая точка ДР; 2 – точка начального тормозного момента; 3 – остановка Д. Если не отключить Д, он разгонится в др. сторону (до т.3 надо отключить!) Интенсивное торможение регулируется реостатом Rp. Вся, запасённая, кинетическая энергия превращается в тепло.
РЕКУПЕРАТИВНОЕ ИЛИ ГЕНЕРАТОРНОЕ
В этот режим Д переходит, когда частота вращения ротора становится больше частоты вращения на х.х. (ωрот.> ωхх). В системе Г-Д этот режим можно получить путём снижения напряжения. 2-3 – энергия отдаётся в сеть; Положение т.4 зависит от нагрузки на валу. Торможение экономичное, но его применяют только для подтормаживания.
Возбуждение СГ
Система возбуждения должна обеспечить:
- питание ОВ постоянным током;
- регулирование тока возбуждения;
- автоматическая форсировка возбуждения (АФВ);
- автоматическое гашение поля (АГП).
АФВ нужна для повышения устойчивости СМ при удалённых К.З., с целью удержания её в синхронизме системы.
АГП нужно для ограничения времени действия внутренних К.З. и К.З. на зажимах Г. Система АГП позволяет быстро снизить до нуля магнитный поток и ток К.З.
1) Возбуждение от возбудителя постоянного тока, расположенного на одном валу с Г.
ОВВ – обмотка возбуждения
возбудителя; ОВСГ – обмотка
возбуждения СГ. Возбудитель
обеспечивает питание ОВ
постоянным током. Сопротивление Rв – регулятор возбуждения. В общем случае – это не просто реостат, а электронное устройство. При удалённых К.З. замыкается контакт АФВ, что приводит к быстрому увеличению тока возбуждения возбудителя и Г. При внутреннем К.З. размыкающий контакт АГП отключает питание обмотки возбуждения Г, а замыкающий контакт подключает её к гасительному (разрядному) сопротивлению, чем обеспечивается быстрое уменьшение магнитного потока. Такая система возбуждения используется для возбуждения СГ небольшой мощности.
1) Возбуждение СГ от синхронного возбудителя и подвозбудителем постоянного тока
Применяется для возбуждения Г большой мощности. Целью применения такого каскада явл. Снижение мощности машины постоянного тока. Кроме того, такая схема обеспечивает лучшее качество регулирования возбуждения.
Регулирование тока возбуждения подвозбудителя обеспечивает регулирование напряжения на его якоре и регулирование тока возбуждения возбудителя. Это обеспечивает регулирование тока якоря синхр. Возбудителя и тока возбуждения СГ, кот. Получает питание ч\з выпрямитель. Мощность возбудителя составляет 5-10% от мощности Г. Мощность подвозбудителя – 5-10% от мощности возбудителя. В системе обеспечивается регулирование мощного Г, путём регулирования маломощного возбудителя.
3) Возбуждение СГ от независимого источника постоянного тока
ТВ – тиристорный возбудитель – управляемый выпрямитель, кот. Получает питание от независимого источника. В этом случае на одном валу с СГ не устанавливается возбудитель.
Постоянный ток в этой и предыдущих схемах к ОВСГ подводится ч\з контактные кольца (КК). КК и щётки (Щ), как и всякий подвижный контакт, отличаются пониженной надёжностью. Поэтому для возбуждения СГ применяют схему безконтактного возбуждения.
4) Схема с вращающимся выпрямителем
В этой схеме обеспечивается самовозбуждение за счёт остаточного магнитного потока СГ. Под действием Фост. В обмотке якоря Г возникает ЭДС и ч\з выпрямитель постоянный ток (небольшой по величине) подаётся в ОВСВ. Дальше процесс возбуждения происходит аналогично процессу самовозбуждения АГ. Дополнительный магнитный поток Г, созданный током возбуждения, д.б. направлен в ту же сторону, что и остаточный магнитный поток. Частота вращения Г д.б. выше некоторой критической величины. Для стабилизации выходного напряжения или управления напряжением по заданному закону, применяется более сложная схема автоматического регулирования с ОС по току и напряжению.
Билет №12(24)