Розрахунок і аналіз перехідних процесів в електроприводі системи "Генератор - двигун"

Вступ

Система "Генератор-Двигун" знайшла широке використання в електроприводах роторного колеса, опорно-поворотних, підйомних і ходових механізмах роторних екскаваторів. Двигун постійного струму з незалежним збудженням живиться у ній від генератора постійного струму, входить до складу керованого електромашинного перетворювального агрегата. Для системи "Г-Д" характерна експоненціальна залежність керування, у якій закон зміни ЕРС генератора обумовлений індуктивністю його обмоток збудження. Пуск, гальмування і реверс, а також керування кутової швидкості двигуна в системі "Г-Д" виконується шляхом відповідного перемикання в ланцюгу обмотки збудження генератора, а іноді і двигуна. Так як обмотки збудження мають велику індуктивність, то їх електромагнітні сталі часу великі і перехідний процес у ланцюгу збудження машини протікає порівняно повільно.

Для обмотки якоря електричних машин значення електромагнітної сталої лежить в межах сотих і навіть тисячних долів секунд, і тому для більшості розрахунків перехідних режимів вона може не враховуватись. Що стосується обмоток збудження машини, то їх стала часу Т, має велике значення, так як й значення коливається в межах від десятка долів секунд для машин малої потужності до декількох секунд у потужних електричних машин. Електромагнітні сталі часу залежать від потужності машини постійного струму. Наприклад, для машини потужністю 115кВт постійна часу обмотки збудження складає приблизно 0,6с.

Іноді згідно з технологічними вимогами необхідно провести 15-20 реверсів за хвилину. Як бачимо із наведених даних,, електромагнітна стала часу обмотки збудження генератора Т досягне в деяких випадках такого значення в межах 2-4с, і тому без спеціальних засобів в подібному випадку можна отримати 3-4 реверси за хвилину. Для прискорення електромагнітного процесу використовують методи, які засновані на тому, що на час пуску до обмотки збудження генератора прикладеться підвищена напруга. Для обмеження  усталеного струму номінальним значенням Ін необхідно вмикати додатковий резистор або застосовувати інший метод обмеження напруги в усталеному режимі. По мірі зростання струму збудження напруга на обмотки збудження напруга на обмотки збудження знижується, досягаючи усталеного значення. Таким чином, форсування процесу збудження генератора для розглянутого методу не залишає напругу сталою.

Також для форсування процесу збудження у системі Г-Д часто ви-користовують спосіб шунтування резистора на час перехідного процесу.

Напруга, прикладена до виводів обмотки збудження генератора залишається незмінною. Тому спосіб шунтування резистора забезпечує більш форсоване наростання струму збудження і більш прискорений перехідний процес.

З вище наведеного слідує, що першопричиною прискорення перехідного процесу в усіх розглянутих способах є збільшення підведеної потужності за рахунок збільшення на час пуску напруги на виводах обмотки збудження генератора. Прискорення процесу збудження скорочує тривалість перехідних режимів двигуна.

Вихідні дані

1. Опис роботи електропривода системи

“генератор-двигун”

Схема керування і силової частини системи Г-Д передбачає дві робочі швидкості обертання двигуна Ml: основну (номінальну) ωн і половинну ωн/2. Керування системою здійснюється з допомогою командоапарату SM, який має п’ять положень. В положенні 1 двигун Ml працює на основній характеристиці, переключення в положення 2 забезпечує обертання двигуна з половинною швидкістю. В положенні З обмотка збудження генератора LG 1,2 відімкнена. В положеннях 4 і 5 двигун обертається в протилежному напрямку (реверс) відповідно з половинною і основною швидкістю.