Билет 15

1. Матем. Модель см в координатах d, q – ротора.

Метод 2-х реакций – метод Блондоля.

Введем в рассмотрение систему координат (d, q), связанную с ротором и вращающуюся вместе с ним. Ее скорость в электрическом пространстве всегда равна синхронной скорости Zpω=ω0эл.

Продольная ось – ось вдоль полюсов индуктора – d. Поперечная осьq– поперёк индуктора. Рассмотрим магнитные потоки реакции якоря по осямdиq, будем считать что эти магнитные потоки не оказывают влияние друг на друга.

Ток обмотки якоря согласно принятой методики можно представить как сумму продольной и поперечной составляющих.

При принятом методе расчёта магн. Потоки Ф_adФ_aq создают синусоидальные ЭДС. Ур-е 7, 8 – действ. Значения основной гармоники ЭДС реакции якоря,I_d– ток нагрузки якоря, индуктивности по продольной и поперечной осям являются параметрами СМ, кот. Будут увязывать токи, Е и магн. Потоки.

Индуктивности ,определяются конструкциями машины: магн. Св-ми материала, геометрией (длина возд. Зазора, полюсное деление машины, число пар полюсов. 9 – ЭДС магнитного потока рассеяния обмотки якоря, 10, 11—полные ЭДС СМ по продольной и поперечной осям; 12-13 – полные индуктивные сопротивления маш по продольной и поперечной осям. 14 – ур-е напряж. Обмотки якоря СМ.-- ЭДС самоиндукции магн. Потока рассеяния,- ток и активное сопротивление обиотки якоря.-- напряжение, подаваемое на выводы обм. Якоря.

Система генератор-двигатель: схемная реализация, принцип работы, область применения.

Система «генератор – двигатель» выгодно отличается тем, что в ней отсутствуют силовые контакторы, реостаты и т.п. Поскольку управление двигателем осуществляют путем регулирования сравнительно небольших токов возбуждения, управление легко поддается автоматизации.

Установки типа «генератор–двигатель» получили широкое распространение в промышленности и на транспорте, в тех устройствах, где требуется регулирование частоты вращения в широких пределах. В транспортных установках генератор приводится во вращение дизелем. В промышленности обычно для привода генератора используют трехфазные синхронные или асинхронные двигатели.

Систему «генератор – двигатель» широко применяют в металлургической промышленности для привода прокатных станов с двигателями мощностью 10 000 кВт и более при диапазоне регулирования частоты вращения 1:200 и точности поддержания заданной частоты вращения (погрешности) менее 1%.

Следует отметить, что в этой системе уменьшение частоты вращения производят с использованием рекуперативного торможения: сначала, увеличивая ток возбуждения двигателя, а затем, постепенно уменьшая ток возбуждения генератора, можно перевести двигатель в генераторный режим и быстро затормозить механизм. При этом накопленная кинетическая энергия якоря и механизма отдается в электрическую сеть.

Рис. 2.77 – Схема регулирования двигателя с независимым возбуждением при питании его от генератора

Если нагрузка толчкообразная, то иногда на валу первичного двигателя, вращающего генератор, ставят маховик, который уменьшает перегрузки первичного двигателя.

Недостатки системы «генератор–двигатель»:

1) большие масса, габариты и стоимость установки;

2) сравнительно низкий к. п. д. (порядка 0,6 – 0,7), так как производится трехкратное преобразование энергии.

В последнее время на транспорте (тепловозы, большие автомобили, корабли и т.п.) вместо генератора постоянного тока в системе «генератор–двигатель» применяют синхронный генератор с полупроводниковым выпрямителем. Это позволяет снизить вес и уменьшить стоимость генератора. В промышленных установках такое усовершенствование не получило широкого распространения, так как из-за выпрямителя теряется возможность рекуперативного торможения.

Система «управляемый выпрямитель–двигатель». Развитие полупроводниковой техники позволило применить для регулирования частоты вращения двигателя управляемый выпрямитель УВП, выполненный на тиристорах, где одновременно с выпрямлением производится регулирование выпрямленного напряжения (рис. 2.78). Применение системы «управляемый выпрямитель – двигатель» позволяет увеличить коэффициент полезного действия и уменьшить массу установки.

Рис. 2.78. Схема регулирования двигателя с независимым возбуждением при питании его от управляемого вентильного преобразователя

Если требуется быстрая остановка механизма, с последующим реверсированием, то для осуществления рекуперативного торможения параллельно с выпрямителем ставят инвертор, т.е. еще один полупроводниковый преобразователь, позволяющий отдавать электрическую энергию от машины постоянного тока в сеть переменного тока.

Недостатком системы «управляемый выпрямитель–двигатель» является низкий коэффициент мощности при пониженном выходном напряжении. Кроме того, несколько ухудшается коммутация двигателя из-за пульсаций тока якоря. Особенно велики пульсации тока при питании от сети однофазного тока (электровозы переменного тока), где обеспечение удовлетворительной коммутации вырастает в большую проблему.

В настоящее время система «управляемый выпрямитель–двигатель» имеет меньшую надежность, чем система «генератор – двигатель», из-за сложности полупроводникового оборудования, особенно системы управления.