§ 8.7. Электропривод по системе генератор-двигатель (Г-Д)
Для экономичного регулирования скорости вращения двигателей постоянного тока в широких пределах и плавного их пуска применяется система генератор-двигатель (Г-Д). В электроприводе по системе Г-Д можно получить пределы регулирования скорости приводного электродвигателя до 20:1.
Рис. 8.11. Схема системы генератор-двигатель (Г-Д)
На рис. 8.11 приведена схема системы генератор-двигатель, в которой генератор постоянного тока Г, приводимый во вращение от асинхронного электродвигателя АД (или любого двигателя иного вида), электрически соединен с двигателем постоянного тока Д. Вал двигателя Д жестко соединен с валом рабочей машины, число оборотов которой подлежит регулированию. Как генератор, так и электродвигатель постоянного тока имеют независимое возбуждение от отдельного возбудителя В. Возбудитель представляет собой генератор постоянного тока с параллельным возбуждением, который насажен на один вал с электродвигателем переменного тока. Пуск приводного электродвигателя постоянного тока Д производится без пускового реостата повышением напряжения на зажимах генератора Г. К зажимам пускового приводного электродвигателя Д можно подвести направление любой малой величины увеличением сопротивления в цепи обмотки возбуждения ВГ генератора постоянного тока. С увеличением тока возбуждения генератора увеличивается напряжение на его зажимах, а следовательно, и на зажимах электродвигателя Д, вследствие чего его скорость возрастает. Таким образом, управляют пуском и регулируют скорости вращения двигателя Д только изменением тока возбуждения генератора, а при необходимых случаях и двигателя без реостатов. Этим упрощают управление и сокращают потери электроэнергии при пуске и регулировании системы Г-Д, а также создают высокую плавность пуска и торможения.
Весьма просто осуществляют и реверсирование (изменение направления вращения) приводного двигателя, для чего переключателем изменяют направление тока в обмотках генератора.
Механические характеристики системы Г-Д могут изменяться двумя способами: изменением подводимого к двигателю напряжения и изменением величины тока возбуждения двигателя, влияющего на магнитный поток Ф. Уменьшение подводимого напряжения уменьшает скорость вращения двигателя, а уменьшение магнитного потока Ф, наоборот, увеличивает скорость вращения двигателя. Механические характеристики при этом остаются жесткими.
Систему Г-Д применяют в строительстве для привода крупных экскаваторов и бурильных установок.
В тех случаях, когда система Г-Д не может создать усилий, достаточных для преодоления больших перегрузок, используют управление электроприводом по системе ТГ-Д (трехобмоточный генератор-двигатель), в которой генератор постоянного тока имеет три обмотки возбуждения: независимого возбуждения, параллельного возбуждения и последовательного возбуждения, а приводной электродвигатель — одну обмотку независимого возбуждения. При соответствующем подборе ампер-витков последовательной обмотки возбуждения генератора ее магнитный поток при перегрузке приводного электродвигателя выше допустимой становится равным и направленным противоположно суммарному потоку обмоток независимого и параллельного возбуждения. Это размагничивает генератор. Напряжение генератора и момент приводного электродвигателя снижаются до нуля и электродвигатель останавливается. Когда вращающий момент становится ниже максимально допустимого, электродвигатель снова начинает вращаться. Таким образом, защита рабочей машины и электропривода от разрушения и работа агрегата осуществляются автоматически.
