Jeneratör sistemi — DC motor

Çeşitli takım tezgahları genellikle, manyetik akıyı ayarlayarak sağlanabilecek olandan daha geniş bir aralıkta kademesiz tahrik hızı kontrolü gerektirir. Paralel uyarımlı DC motor… Bu durumlarda daha karmaşık elektrikli tahrik sistemleri kullanılır.

İncirde. Şekil 1, bir jeneratör-motor sistemine (kısaltılmış G - D) göre ayarlanabilir bir elektrikli sürücünün bir diyagramını göstermektedir. Bu sistemde, bir endüksiyon motoru IM, bağımsız olarak uyarılmış bir DC jeneratörü G'yi ve paralel uyarmalı düşük güçlü bir DC jeneratörü olan bir uyarıcı B'yi sürekli olarak döndürür.

DC motor D, makinenin çalışan gövdesini çalıştırır. Jeneratör OVG'nin ve motor ATS'nin uyarma sargıları, uyarıcı B tarafından sağlanır. Jeneratör G'nin uyarma devresinin direncini reostat 1 ile değiştirerek, motor D'nin armatürüne uygulanan voltaj değiştirilir ve böylece motorun hızı düzenlenir. Bu durumda reosta 2 çıkarıldığı için motor tam ve sabit akıda çalışır.

U gerilimi değiştiğinde, hız n0 ideal motor rölanti hızı D değişir. Motor akısı ve armatür devresi direnci değişmediğinden, eğim b sabit kalır. Bu nedenle, U'nun farklı değerlerine karşılık gelen doğrusal mekanik özellikler, alt alta ve birbirine paralel olarak yerleştirilmiştir (Şekil 2).

Pirinç. 1. Sistem jeneratörü - DC motor (dpt)

Pirinç. 2. Jeneratörün mekanik özellikleri — DC motor sistemi

Sabit ağdan beslenen aynı elektrik motorunun özelliklerinden daha büyük bir eğime sahiptirler, çünkü G - D sisteminde, jeneratörün sabit bir uyarma akımındaki U voltajı, bağımlılığa göre artan yük ile azalır:

örneğin nerede ve sırasıyla rg - e. vesaire. pp. ve jeneratörün iç direnci.

Asenkron motorlara benzeterek,

Bu değer, yük sıfırdan nominal değere yükseldiğinde motor devrindeki düşüşü karakterize eder. Paralel mekanik özellikler için

Bu değer n0 azaldıkça artar. Büyük sn değerlerinde, belirtilen kesme koşulları rastgele yük dalgalanmalarıyla önemli ölçüde değişecektir. Bu nedenle, voltaj düzenleme aralığı genellikle 5:1'den azdır.

Motorların anma gücü düştükçe motorlar üzerindeki gerilim düşümü artar ve mekanik özellikler dikleşir. Bu nedenle G -D sisteminin voltaj düzenleme aralığı, güç azaldıkça azalır (1 kW'tan düşük güçler için 3:1 veya 2:1).

Jeneratörün manyetik akısı azaldıkça, armatür reaksiyonunun manyetikliği giderme etkisi voltajını daha büyük ölçüde etkiler. Bu nedenle, düşük motor hızlarıyla ilişkilendirilen özellikler aslında mekanik özelliklerden daha büyük bir eğime sahiptir.

Kontrol aralığının genişletilmesi, jeneratörün tam akışında üretilen reostat 2 (bkz. Şekil 1) vasıtasıyla motor D'nin manyetik akısının azaltılmasıyla elde edilir.Bu hız düzenleme yöntemi, doğalın üzerinde bulunan özelliklere karşılık gelir. bir (bkz. Şekil 2).

Her iki yöntemin kontrol aralıklarının ürününe eşit olan toplam kontrol aralığı (10 — 15)'e ulaşır: 1. Voltaj regülasyonu sabit tork kontrolüdür (çünkü motorun manyetik akısı değişmeden kalır). Motor D'nin manyetik akısını değiştirerek düzenleme, sabit bir güç düzenlemesidir.

Motoru çalıştırmadan önce, D reostat 2 (bkz. Şekil 1) tamamen çıkarılır ve motor akısı en yüksek değere ulaşır. Daha sonra reosta 1, jeneratör G'nin uyarımını arttırır. Bu, voltajın artmasına ve motor D'nin hızının artmasına neden olur. OVG bobini hemen B uyarıcısının tam voltajına UB bağlanırsa, endüktanslı ve aktif dirençli herhangi bir devrede olduğu gibi içindeki akım artacaktır:

burada rv uyarma bobininin direncidir, LB endüktansıdır (manyetik devrenin doygunluğunun etkisini ihmal edin).

İncirde. Şekil 3, a (eğri 1), uyarma akımının zamana bağımlılığının bir grafiğini gösterir. Uyarma akımı kademeli olarak artar; artış oranı orana göre belirlenir

burada Tv, jeneratör uyarma sargısının elektromanyetik zaman sabitidir; zaman boyutuna sahiptir.

Pirinç. 3. G-D sisteminde uyarma akımının değiştirilmesi

Başlatma sırasında jeneratör voltajındaki değişiklik, uyarma akımındaki değişiklikle yaklaşık olarak aynı karaktere sahiptir. Bu, motorun reostat 1 çıkarılmış halde otomatik olarak çalışmasını sağlar (bkz. Şekil 1).

Jeneratörün uyarma akımındaki artış genellikle ilk anda uyarma sargısına nominal değeri aşan bir voltaj uygulanarak hızlandırılır (zorlanır).Daha sonra uyartımı artırma işlemi eğri 2 boyunca devam eder (bkz. Şekil 3, a). ). Bobindeki akım, anma gerilimindeki sabit durum uyarma akımına eşit olan Iv1'e ulaştığında, uyarma bobininin gerilimi nominal değere düşürülür. Uyarma akımının nominal değere yükselme süresi azaltılır.

Jeneratörü uyarmaya zorlamak için, uyarıcı voltajı V (bkz. Şekil 1), jeneratör uyarma bobininin nominal voltajından 2-3 kat daha yüksek seçilir ve devreye ek bir direnç 4 sokulur. …

Jeneratör-motor sistemi rejeneratif frenleme sağlar. Durdurmak için armatürdeki akımın yönünü değiştirmesi gerekir. Tork da işaret değiştirecek ve sürmek yerine frenlemeye dönüşecektir. Durdurma, motor reostası 2'nin manyetik akısı arttığında veya reostat 1 ile jeneratör voltajı düştüğünde gerçekleşir. vesaire. c. Motorun E'si, jeneratörün U geriliminden daha yüksek olur.Bu durumda, D motoru jeneratör modunda çalışır ve hareketli kütlelerin kinetik enerjisi tarafından döndürülür ve jeneratör G motor modunda çalışır, IM makinesini süpersenkron hızda döndürür, bu da aynı zamanda jeneratör moduna geçer ve ağa güç sağlar.

Rejeneratif frenleme, reosta 1 ve 2'yi etkilemeden yapılabilir. Jeneratör uyarma devresini (örn. anahtar 3) kolayca açabilirsiniz. Bu durumda, jeneratörün uyarma sargısı ve direnç 6'dan oluşan kapalı bir devredeki akım kademeli olarak azalacaktır.

burada R, direnç 6'nın direncidir.

Bu denkleme karşılık gelen grafik Şekil 1'de gösterilmektedir. 3, b. Bu durumda jeneratörün uyarma akımındaki kademeli bir azalma, reosta 1'in direncindeki bir artışa eşdeğerdir (bkz. Şekil 1) ve rejeneratif frenlemeye neden olur. Bu devrede jeneratörün uyarma sargısına paralel bağlanan direnç 6 bir deşarj direncidir. İkaz devresinin ani bir acil kesintisi durumunda, ikaz sargısı yalıtımını hasardan korur.

Uyarma devresi kesildiğinde, makinenin manyetik akısı keskin bir şekilde azalır, uyarma bobininin dönüşlerinde e'yi indükler. vesaire. c. öz endüktans o kadar büyüktür ki sargı yalıtımının bozulmasına neden olabilir. Deşarj direnci 6, e'nin olduğu bir devre oluşturur. vesaire. c. alan bobininin kendi kendine endüksiyonu, manyetik akının azalmasını yavaşlatan bir akımı indükler.

Deşarj direnci üzerindeki voltaj düşüşü, alan bobini üzerindeki voltaja eşittir.Deşarj direncinin değeri ne kadar düşük olursa, devre kesildiğinde uyarma bobininin voltajı o kadar düşük olur. Aynı zamanda deşarj direncinin direnç değerinin düşmesi ile normal modda içinden sürekli akan akım ve içindeki kayıplar artar. Deşarj direnci değeri seçilirken her iki hüküm de dikkate alınmalıdır.

Jeneratörün uyarma sargısı kapatıldıktan sonra artık manyetizma nedeniyle terminallerinde küçük bir voltaj kalır. Bu, motorun sürünme hızı olarak bilinen hızda yavaşça dönmesine neden olabilir. Bu fenomeni ortadan kaldırmak için, jeneratörün uyarma sargısı, uyarıcıdan ayrıldıktan sonra, jeneratörün terminallerine bağlanır, böylece artık manyetizmadan gelen voltaj, jeneratörün uyarma sargısında bir manyetikliği giderici akıma neden olur.

Elektrik motorunu D tersine çevirmek için, OVG G jeneratörünün uyarma bobinindeki akımın yönü, anahtar 3 (veya başka bir benzer cihaz) kullanılarak değiştirilir. Bobinin önemli endüktansı nedeniyle, uyarma akımı kademeli olarak azalır, yön değiştirir ve ardından kademeli olarak artar.

Ele alınan sistemde motoru çalıştırma, durdurma ve geri döndürme işlemleri, armatürde bulunan reostalar kullanılmadan gerçekleştirildiğinden oldukça ekonomiktir. Motor, yalnızca küçük alan akımlarını kontrol eden hafif ve kompakt ekipman kullanılarak başlatılır ve yavaşlatılır. Bu nedenle, bu "jeneratör - DC motor" sisteminin, sık başlatma, frenleme ve geri dönüşlerin olduğu işler için kullanılması önerilir.

Motor-jeneratör-DC sisteminin ana dezavantajları, sistemde çok sayıda elektrik makinesinin bulunması nedeniyle nispeten düşük verim, yüksek maliyet ve hantal olmasıdır. Sistemin fiyatı, aynı güce sahip bir asenkron sincap kafesli motorun fiyatını 8 - 10 kat aşıyor. Üstelik, böyle elektrikli tahrik sistemi çok yer gerektirir.