نظام المولد - محرك DC

غالبًا ما تتطلب أدوات الماكينة المختلفة تحكمًا غير متدرج في سرعة القيادة على نطاق أوسع مما يمكن توفيره عن طريق ضبط التدفق المغناطيسي. محرك DC مع إثارة موازية... في هذه الحالات ، يتم استخدام أنظمة محرك كهربائي أكثر تعقيدًا.

في التين. يوضح الشكل 1 مخططًا لمحرك كهربائي قابل للتعديل وفقًا لنظام مولد ومحرك (مختصر G - D). في هذا النظام ، يقوم المحرك التعريفي IM بشكل مستمر بتدوير مولد تيار مستمر متحمس بشكل مستقل G والمثير B ، وهو مولد تيار مستمر منخفض الطاقة متوازي الإثارة.

يقود محرك DC D جسم العمل للآلة. يتم توفير لفات الإثارة للمولد OVG والمحرك ATS بواسطة المثير B. عن طريق تغيير مقاومة دائرة الإثارة للمولد G بواسطة المتغيرة 1 ، يتم تغيير الجهد المطبق على المحرك للمحرك D ، وبالتالي يتم تنظيم سرعة المحرك. في هذه الحالة ، يعمل المحرك بتدفق كامل وثابت بسبب إزالة مقاومة متغيرة 2.

عندما يتغير الجهد U ، تتغير السرعة n0 سرعة الخمول المثالية للمحرك D. نظرًا لأن تدفق المحرك ومقاومة دائرة المحرك لا تتغير ، يظل المنحدر b ثابتًا. لذلك ، فإن الخصائص الميكانيكية المستقيمة المقابلة لقيم مختلفة من U تقع واحدة أسفل الأخرى ومتوازية مع بعضها البعض (الشكل 2).

أرز. 1. مولد النظام - محرك DC (dpt)

أرز. 2. الخصائص الميكانيكية للمولد - نظام محرك DC

لديهم منحدر أكبر من خصائص نفس المحرك الكهربائي الذي يتم تغذيته من الشبكة الثابتة ، لأنه في نظام G - D ينخفض ​​الجهد U عند تيار الإثارة المستمر للمولد مع زيادة الحمل وفقًا للاعتماد:

حيث على سبيل المثال و rg - e ، على التوالي. إلخ. ص والمقاومة الداخلية للمولد.

عن طريق القياس مع المحركات غير المتزامنة ، نشير

تميز هذه القيمة الانخفاض في سرعة المحرك عندما يزداد الحمل من الصفر إلى الاسمي. للحصول على خصائص ميكانيكية موازية

تزداد هذه القيمة مع انخفاض n0. عند القيم الكبيرة لـ sn ، ستتغير ظروف القطع المحددة بشكل كبير مع تقلبات الحمل العشوائية. لذلك ، عادة ما يكون نطاق تنظيم الجهد أقل من 5: 1.

مع انخفاض القدرة المقدرة للمحركات ، يزداد انخفاض الجهد عبر المحركات وتصبح الخصائص الميكانيكية أكثر حدة. لهذا السبب ، يتم تقليل نطاق تنظيم الجهد لنظام G -D مع انخفاض الطاقة (للقدرة أقل من 1 كيلو واط إلى 3: 1 أو 2: 1).

مع انخفاض التدفق المغناطيسي للمولد ، يؤثر تأثير إزالة المغناطيسية لتفاعل المحرك الخاص به على جهده إلى حد كبير. لذلك ، فإن الخصائص المرتبطة بسرعات المحرك المنخفضة لها في الواقع ميل أكبر من الخصائص الميكانيكية.

يتم تحقيق توسيع نطاق التحكم عن طريق تقليل التدفق المغناطيسي للمحرك D عن طريق المتغير المتغير 2 (انظر الشكل 1) ، الذي يتم إنتاجه عند التدفق الكامل للمولد. تتوافق طريقة تنظيم السرعة هذه مع الخصائص الموجودة فوق الطبيعي واحد (انظر الشكل 2).

يصل مدى التحكم الكلي ، الذي يساوي ناتج نطاقات التحكم لكلتا الطريقتين ، إلى (10-15): 1. تنظيم الجهد هو تحكم ثابت في عزم الدوران (حيث أن التدفق المغناطيسي للمحرك يظل دون تغيير). التنظيم عن طريق تغيير التدفق المغناطيسي للمحرك D هو تنظيم ثابت للطاقة.

قبل بدء تشغيل المحرك ، تتم إزالة D المتغيرة D 2 (انظر الشكل 1) تمامًا ويصل تدفق المحرك إلى أعلى قيمة. ثم يزيد المتغير المتغير 1 من إثارة المولد G. وهذا يؤدي إلى زيادة الجهد وزيادة سرعة المحرك D. إذا تم توصيل الملف OVG على الفور بالجهد الكامل UB للمثير B ، فإن التيار الموجود فيه ، كما هو الحال في أي دائرة ذات محاثة ومقاومة نشطة ، سيزداد:

حيث rv هي مقاومة ملف الإثارة ، LB هي تحريضها (إهمال تأثير تشبع الدائرة المغناطيسية).

في التين. يوضح الشكل 3 ، (منحنى 1) رسمًا بيانيًا لاعتماد تيار الإثارة في الوقت المحدد. يزيد تيار الإثارة تدريجياً ؛ يتم تحديد معدل الزيادة من خلال النسبة

حيث Tv هو ثابت الوقت الكهرومغناطيسي لملف إثارة المولد ؛ لها بُعد الزمن.

أرز. 3. تغيير تيار الإثارة في نظام GD

التغيير في جهد المولد عند بدء التشغيل له نفس طبيعة التغيير في تيار الإثارة. يتيح ذلك للمحرك أن يبدأ تلقائيًا مع إزالة المتغير المتغير 1 (انظر الشكل 1).

غالبًا ما يتم تسريع الزيادة في تيار الإثارة للمولد (قسريًا) عن طريق تطبيق في اللحظة الأولى على ملف الإثارة بجهد يتجاوز القيمة الاسمية.ثم ستستمر عملية زيادة الإثارة على طول المنحنى 2 (انظر الشكل 3 ، أ ). عندما يصل التيار في الملف إلى Iv1 ، يساوي تيار إثارة الحالة المستقرة عند الجهد المقنن ، يتم تقليل جهد ملف الإثارة إلى القيمة الاسمية. يتم تقليل وقت صعود تيار الإثارة إلى الاسمي.

لفرض إثارة المولد ، يتم تحديد جهد المثير V (انظر الشكل 1) 2-3 مرات أعلى من الجهد الاسمي لملف إثارة المولد ويتم إدخال مقاوم إضافي 4 في الدائرة. ...

يتيح نظام مولد المحرك الكبح المتجدد. للتوقف ، من الضروري أن يغير التيار في المحرك اتجاهه. سوف يتغير عزم الدوران أيضًا العلامة وبدلاً من القيادة ، سيصبح مكابحًا. يحدث التوقف عندما يزداد التدفق المغناطيسي للمقاومة المتغيرة للمحرك 2 أو عندما ينخفض ​​جهد المولد مع مقاومة متغيرة 1. في كلتا الحالتين ، على سبيل المثال إلخ. ج.يصبح E للمحرك أعلى من الجهد U للمولد.في هذه الحالة ، يعمل المحرك D في وضع المولد ويتم دفعه إلى الدوران بواسطة الطاقة الحركية للكتل المتحركة ، ويعمل المولد G في وضع المحرك ، ويقوم بتدوير آلة IM بسرعة فائقة التزامن ، والتي تتحول في نفس الوقت إلى وضع المولد و تزود الشبكة بالطاقة.

يمكن إجراء الكبح المتجدد دون التأثير على المتغيرات المتغيرة 1 و 2. يمكنك ببساطة فتح دائرة إثارة المولد (مثل المفتاح 3). في هذه الحالة ، سينخفض ​​تدريجياً التيار في دائرة مغلقة تتكون من ملف الإثارة للمولد والمقاوم 6

حيث R هي مقاومة المقاوم 6.

يظهر الرسم البياني المقابل لهذه المعادلة في الشكل. 3 ، ب. الانخفاض التدريجي في تيار الإثارة للمولد في هذه الحالة يعادل زيادة مقاومة المتغير المتغير 1 (انظر الشكل 1) ويسبب الكبح المتجدد. في هذه الدائرة ، يكون المقاوم 6 المتصل بالتوازي مع ملف الإثارة للمولد هو مقاوم التفريغ. إنه يحمي عزل ملف الإثارة من التلف في حالة الانقطاع الطارئ المفاجئ لدائرة الإثارة.

عندما تنقطع دائرة الإثارة ، ينخفض ​​التدفق المغناطيسي للآلة بشكل حاد ، ويحفز e في لفات ملف الإثارة. إلخ. ج.الحث الذاتي كبير جدًا لدرجة أنه يمكن أن يتسبب في انهيار عزل اللف. ينشئ المقاوم التفريغ 6 دائرة فيها e. إلخ. ج.يحرض الحث الذاتي لملف المجال تيارًا يبطئ انخفاض التدفق المغناطيسي.

انخفاض الجهد عبر المقاوم التفريغ يساوي الجهد عبر ملف المجال.كلما انخفضت قيمة مقاومة التفريغ ، انخفض جهد ملف الإثارة عند كسر الدائرة. في الوقت نفسه ، مع انخفاض قيمة مقاومة مقاوم التفريغ ، يتدفق التيار باستمرار من خلاله في الوضع العادي وتزداد الخسائر فيه. يجب مراعاة كلا الشرطين عند اختيار قيمة مقاومة التفريغ.

بعد إيقاف تشغيل ملف الإثارة للمولد ، يبقى جهد صغير في أطرافه بسبب المغناطيسية المتبقية. يمكن أن يتسبب ذلك في دوران المحرك ببطء فيما يعرف بسرعة الزحف. للقضاء على هذه الظاهرة ، يتم توصيل ملف الإثارة للمولد ، بعد فصله عن المثير ، بأطراف المولد بحيث يتسبب الجهد الناتج عن المغناطيسية المتبقية في حدوث تيار إزالة المغناطيسية في ملف الإثارة للمولد.

لعكس المحرك الكهربائي D ، يتم تغيير اتجاه التيار في ملف الإثارة للمولد OVG G باستخدام المفتاح 3 (أو أي جهاز آخر مشابه). بسبب الحث الكبير للملف ، ينخفض ​​تيار الإثارة تدريجياً ، ويغير الاتجاه ثم يزداد تدريجياً.

تعتبر عمليات بدء المحرك وإيقافه وعكس اتجاهه في النظام المدروس اقتصادية للغاية ، حيث يتم إجراؤها دون استخدام مقاومات مقاومة متغيرة مدرجة في المحرك. يتم تشغيل المحرك وإبطائه باستخدام معدات خفيفة ومدمجة تتحكم فقط في التيارات الميدانية الصغيرة. لذلك ، يوصى باستخدام نظام "المولد - محرك التيار المستمر" للعمل مع عمليات بدء التشغيل المتكررة ، والفرامل ، والانعكاسات.

تتمثل العيوب الرئيسية لنظام المحرك والمولد والتيار المستمر في الكفاءة المنخفضة نسبيًا والتكلفة العالية والمرهقة نظرًا لوجود عدد كبير من الآلات الكهربائية في النظام. يتجاوز سعر النظام سعر محرك قفص السنجاب غير المتزامن بنفس القوة من 8 إلى 10 مرات. علاوة على ذلك ، مثل نظام القيادة الكهربائية يتطلب مساحة كبيرة.