Теория электропривода
В системе ГД в качестве управляемого преобразователя используется генератор постоянного тока независимого возбуждения, приводимый во вращение асинхронным или синхронным двигателем. Принципиальная схема системы изображена на рис. В качестве приводного двигателя рабочей машины используется ДНВ.
Пуск системы осуществляется включением сетевого (гонного) двигателя, вращающего генератор. Приводной двигатель перед этим должен быть полностью возбужден, т. е. его магнитный поток должен быть номинальным. Напряжение на обмотке возбуждения генератора ГПТ должно быть равно 0. При подаче напряжения на обмотку возбуждения генератора и его увеличении, он будет развивать ЭДС, появится напряжение на якоре ДПТ и последний будет разгоняться. При номинальном возбуждении генератора напряжение на якоре ДПТ номинальное.
В случае гонного АД с увеличением нагрузки на валу приводного ДПТ возрастает тормозной момент ГПТ, что приводит к снижению скорости гонного АД, следовательно, снижению скорости ГПТ и его ЭДС, что сказывается и на скорости ДПТ. В мощных электроприводах по системе ГД это снижение составляет (1,5¸2)%.
Преимуществом асинхронного гонного двигателя является простота, надежность, малая колебательность. Достоинством гонного синхронного двигателя является его меньшая критичность к колебаниям напряжения сети, возможность работать с опережающим током. Обычно СД используется при мощностях генератора в сотни и тысячи кВт.
Питание обмотки возбуждения ГПТ в современных системах ГД, осуществляется от тиристорного или транзисторного ТВ. Основным видом ТВ является тиристорный преобразователь с раздельным управлением комплектами 
Вентилей. Зависимость выходного напряжения управления UУ изображена на рис. Ее рабочий участок без особой погрешности можно считать линейным. Динамические процессы ТВ описывается уравнением.
- коэффициент усиления тиристорного возбудителя по напряжению.
Пренебрегая гистерезисом магнитной цепи генератора и считая его ненасыщенным, для линейного участка зависимости EГ=f(UВГ), можно написать:
, где 
- при wГ=const; 
Уравнение механической характеристики двигателя в системе ГД можно получить из уравнения равновесия ЭДС в якорной цепи.
, где еГ и е - соответственно ЭДС генератора и противо ЭДС двигателя.
Т. к. 
, где Ф – поток двигателя
То 
.
Здесь 
Выразив ток iя через момент двигателя получим: 
или
Здесь b – модуль статической жесткости механической характеристики двигателя в системе ГД.
Уравнение механической характеристики двигателя для статического режима можно представить в виде: 
или 
Здесь ФНД – номинальный поток двигателя.
Семейство механических характеристик двигателя в системе ГД, соответствующее различным значениям ЭДС генератора при синхронном гонном двигателе, изображено на рис.
Жесткость основной характеристики двигателя ~ в 2 раза меньше, чем при питанием его от сети с U=const, вследствие того, что в якорной цепи кроме сопротивления якоря двигателя имеется еще и сопротивление якоря генератора, а они ~ одинаковы, т. к. мощность генератора лишь немногим больше мощности двигателя. Но скорость идеального холостого хода, двигателя в разомкнутой системе ГД больше, чем при питании двигателя от сети с U=const, т. к. номинальная ЭДС генератора, определяющая w0 двигателя, больше, чем номинальное напряжение двигателя, определяющее w0 при питании его от сети, т. е.
, ибо
.
Характеристика двигателя при питании его от сети с U=UH изображена пунктиром.
Изменяя поток возбуждения генератора, следовательно, его ЭДС, можно осуществить непрерывное плавное управление моментом и скоростью электропривода во всех 4-х квадрантах координатной системы при b=const. На рис. показано в 1-м квадранте семейство характеристик при ЕГ=var. В разомкнутой системе ГД за счет изменения ЕГ можно получить диапазон регулирования скорости двигателя примерно 10:1. Изменяя же поток двигателя, можно увеличить скорость примерно еще в 3 раза. Т. о. общий диапазон регулирования скорости в такой системе примерно 30:1. На рис. показаны характеристики двигателя и в зоне изменения ФДВ. Они расположены выше основной и жесткость их изменяется.
Механические характеристики двигателя в системе ГД при асинхронном гонном двигателе будут не параллельны, т. к. при изменении нагрузки на валу приводного двигателя будет изменяться скорость гонного двигателя, следовательно и ЭДС генератора, что сказывается и на скорости приводного двигателя. 
Обычно непараллельностью характеристик при расчетах пренебрегают.
Двигатель в системе ГД может работать во всех режимах. Двигательному режиму соответствует область, заштрихованная в 1 и 3 квадрантах. Режиму динамическому торможению соответствует одна характеристика, проходящая через начало координат. Режиму противовключения соответствует область между осью моментов и характеристикой динамического торможения во 2 и 4 квадрантах.
Генераторному режиму с рекуперацией энергии в сеть соответствует область во 2 и 4 квадрантах, заключенная между осью скоростей и характеристикой динамического торможения.
Основным способом торможения двигателя в системе ГД является торможение с отдачей энергии в сеть. Если уменьшать или снять возбуждения генератора, то ЭДС двигателя станет больше ЭДС генератора. Двигатель превратиться в генератор. Ток в якорной цепи определяемый разностью: 
изменит направление на противоположное. Генератор превратиться в двигатель, работающий с ослабленным магнитным потоком. Скорость его увеличится и он будет раскручивать гонный двигатель со сверхсинхронной скоростью. Гонный двигатель превращается в генератор. Он будет отдавать в сеть активную энергию, потребляя из сети реактивную энергию.
Кинетическая энергия вращающихся инерционных масс приводным двигателем преобразуется в электрическую, поскольку он теперь работает генератором. В сеть отдается эта энергия за исключением потерь, имеющих место во всех элементах электропривода.
С помощью приведенных выше уравнений динамики для цепи возбуждения генератора, тиристорного возбудителя, уравнения механической характеристики двигателя и уравнения движения электропривода при жестких механических связях, можно построить структурную схему системы ГД, которая имеет вид.
Отпираясь на ранее сделанный анализ переходных процессов в эл. приводе с линейной механической характеристикой при 
или 
, можно сказать, что если изменять UУ по закону, обеспечивающему линейное нарастание ЭДС генератора, то в системе ГД 
и зависимости 
и 
. Отличие структуры системы ГД от рассмотренной ранее структуры разомкнутой системы является наличие в цепи формирования управляющего воздействия 2-х инерционных звеньев с постоянным ТТВ и ТГ=ТВ. При вентильном возбуждении ТТВ@0,01с, а ТВ=(1¸4)с. Поэтому величиной ТВ можно пренибречь и структурную схему системы ГД представить в виде: 
Из нее следует, что при изменении управляющего воздействия скачком ЭДС генератора и скорость w0 двигателя в системе ГД изменяются по закону, определяемому переходной функцией апериодического звена с постоянной ТГ=ТВ.
Достоинства системы ГД:
1. Отсутствуют громоздкие пусковые реостаты и потери в них.
2. Управление процессами перенесено в цепи возбуждения, имеющие небольшие токи, что облегчает и удешевляет аппаратуру.
3. Сравнительно высокий диапазон регулирования.
Недостатки системы ГД:
1. Высокая установленная мощность, превышающая в 3 раза мощность приводного двигателя.
2. Сравнительно низкий КПД, равный 
.
3. Повышенная крутизна механических характеристик.
4. Высокая первоначальная стоимость машинного оборудования.
Производим и продаем частотные преобразователи: Цены на преобразователи частоты(21.01.16г.): Частотники одна фаза в три: Модель Мощность Цена CFM110 0.25кВт 2300грн CFM110 0.37кВт 2400грн CFM110 0.55кВт 2500грн CFM210 1,0 кВт 3200грн …
В большинстве случаев к. з. АД питается от сети с U1=const и f1=const. Поэтому нелинейность их механических характеристик проявляется полностью как в режимах пуска, так и торможения. Магнитный поток в …
Обычно ДНВ работает при Ф=Фн если U=const или U=var. Необходимость ослабления потока возникает когда требуется получить скорость, превышающую основную (согласно требованиям технологического процесса ). Если бы поток изменялся мгновенно, то …
msd.com.ua
Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ)
ДПТ НВ работает при Ф=const.
Уравнение электромеханической характеристики. 
.
В установившемся режиме diя/dt=dM/dt=0.Ур-я статических характеристик:
Хар-ки двигателя, при отсутствии в якорной цепи добав. сопротивления при Uя =const и ф=const, являются естественными
При изменении параметров двигателя, сети, или при использовании специальных схем включения характеристики двигателя будут искусственными.
при изменении сопротивления в якорной цепи ↓ жесткость характеристик 
. Семейство мех.характеристик, соответствующих различным значениямRдоб, изображено на рис., причемRд3>Rд2>Rд1. В частном случае приU=0 когда якорь замкнут на некоторое сопротивление, все хар-ки пересекаются в начале координат Из графиков видно, что ↑ сопротивления вызывает ↓ скорости дв-ля, т.к при этом ↑ падение напряжения на якоре, ↓ ток, следовательно и ↓ момент двигателя.
При изменении U, подводимого к якорю двигателя, изменяется0. Жесткость характеристик неизменна. Чтобы менять подводимоеU,необходимо питать двигатель от источника регулируемого напряжения
Иногда необходимо ↑ рабочую скорость сверх основной. При U=constослабляем магнитный поток дв-ля. ↓Ф вызывает ↑0, т.к.
, но ↓жесткость хар-к
. В => будет ↑ падение скорости при одном и том же значении Мс.
При пуске двигателя в ход(=0),iя не зависит от Ф, а зависит отUиRЯ:
.
Характеристики 
для Ф пересекаются в 1 точке на оси абсцисс. Механические хар-ки
,точки пересечения характеристик не совпадают. При нагрузках, слева от точек пересечения, ωдв ↑, а при нагрузках справа–ωдв ↓. Это явление - опрокидывание регулирования.
ДПТ ПВ (последовательного возбуждения)
У ДПТ ПВ обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и его поток Ф =f(iя) зависит от нагрузки машины. Уравнение электромеханической характеристики: 
При изменении U на зажимах дв-ля хар-ки перемещаются вниз или вверх по отношению к естественной. При ↑ сопротивления якорной цепи ωдв↓ и характеристики смещаются вниз. Жесткость характеристик ↓. Из графиков видно, что ω↓ при увеличении нагрузки. Характеристики являются мягкими. Поэтому ДПВ непригодны для ЭПов, требующих постоянства скорости при меняющейся нагрузке.
Принципиальная схема системы Г-Д. В системе ГД в кач-ве управляемого преобр-ля используется генератор пост.тока независимого возбуждения, приводимый во вращение АД или СД. В кач-ве приводного двигателя рабочей машины используется ДНВ.
Пуск осуществляется включением сетевого (гонного) Д, вращающего Г. Приводной Д перед этим должен быть полностью возбужден, т.е. его магнитный поток должен быть номинальным. Напряжение на ОВ ГПТ д/б =0. При подаче напряжения на ОВ Г и его ↑, он будет развивать ЭДС, появится напряжение на якоре ДПТ и последний будет разгоняться.
Питание ОВ ГПТ в современных системах ГД, осуществляется от тиристорного или транзисторного ТВ. Основным. видом ТВ является ТП с раздельным упр-ем комплектами вентилей.. Зависимость вых. напряжения упр-ияUУна рис. Ее раб. участок можно считать линейным
Семейство мех. хар-к Д в системе ГД, соответствующее различным значениям ЭДС генератора при СД, на рис.
Жесткость основной хар-кидв-ля ~ в 2 раза меньше, чем при питании его от сети с U=const, вследствие того, что в як. цепи кроме сопротивления якоря Д имеется еще и сопротивление якоря ген-ра, а они ~ одинаковы. Но скорость идеального ХХ Д в разомкнутой системе ГД больше, чем при питании Д от сети с U=const, т.к. номин. ЭДС генератора, определяющая w0 Д, больше, чем номин. напряжение Д, определяющее w0 при питании его от сети. Хар-ка двигателя при питании его от сети с U=UHизображена пунктиром.
Режимы работы, торможение, расчет характеристик, основные показатели. Изменяя поток возбуждения (его ЭДС) можно осущ-ть непрерывное плавное упр-ие моментом и скоростью ЭПа во всех 4-х квадрантах коорд. системы при b=const. На рис. показано в 1-м квадранте семейство хар-к при ЕГ=var.
Режимы.Двигательный режимзаштрих. обл-ть в 1 и 3 квадрантах. Динам.торможение - одна хар-ка, проход. через начало координат. Режим противовключения - область между осью моментов и характеристикой динамического торможения во 2 и 4 квадрантах.
Генераторный режим с рекуперацией энергии в сеть -область во 2 и 4 квадрантах, заключенная между осью скоростей и хар-кой динамического торможения.
Торможение с отдачей энергии в сеть. ↓ или снимаем возб-ие генератора, ЭДС дв-ля станет больше ЭДС генератора. Д превратится в генератор.
Ток в якорной цепи 
изменит направление на противоположное. Генератор превратится в Д, работающий с ослабленным магнитным потоком. Скорость его ↑ и он будет раскручивать гонный Д со сверхсинхронной скоростью. Гонный Д превращается в генератор. Он будет отдавать в сеть акт.энергию, потребляя из сети реакт. энергию.
Достоинства системы ГД:
1.Отсутствуют громоздкие пусковые реостаты и потери в них. Недостатки системы ГД:
1.Высокая установленная мощность, превышающая в 3 раза мощность приводного дв-ля.
2.Сравнительно низкий КПД, равный 
.
studfiles.net
Ответ:В различных станках часто требуется бесступенчатое регулирование частоты вращения привода в пределах более широких, чем те, которые может обеспечить регулирование посредством изменения магнитного потока двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. В этих случаях применяют более сложные системы электропривода.
На рис. 1 представлена схема регулируемого электропривода по системе генератор — двигатель (сокращенно Г — Д). В этой системе асинхронный двигатель АД непрерывно вращает генератор Г постоянного тока с независимым возбуждением и возбудитель В, представляющий собой маломощный генератор постоянного тока с параллельным возбуждением.
Двигатель постоянного тока Д приводит в движение рабочий орган станка. Обмотки возбуждения ОВГ генератора и ОВД двигателя питаются от возбудителя В. Изменяя реостатом 1 сопротивление цепи возбуждения генератора Г, меняют напряжение, подводимое к якорю двигателя Д, и тем самым регулируют частоту вращения двигателя. Двигатель при этом работает с полным и неизменным потоком, так как реостат 2 выведен.
При изменении напряжения U меняется частота вращения n0 идеального холостого хода двигателя Д. Так как поток двигателя и сопротивление цепи его якоря не меняются, то угловой коэффициент b остается постоянным. Поэтому прямолинейные механические характеристики, соответствующие разным значениям U, расположены одна под другой и параллельны друг другу (рис. 2).
Рис. 1. Система генератор - двигатель постоянного тока (дпт)
Рис. 2. Механические характеристики системы генератор - двигатель постоянного тока
Они имеют больший наклон, чем характеристики такого же электродвигателя, питаемого от сети постоянного тока, так как в системе Г — Д напряжение U при неизменном токе возбуждения генератора с увеличением нагрузки снижается согласно зависимости:
где Ег и rг— соответственно э. д. с. и внутреннее сопротивление генератора.
По аналогии с асинхронными двигателями обозначим
Эта величина характеризует уменьшение частоты вращения двигателя при повышении нагрузки от нуля до номинальной. Для параллельных механических характеристик
Эта величина возрастает по мере уменьшения n0. При больших значениях sн заданные режимы резания будут значительно изменяться при случайных колебаниях нагрузки. Поэтому диапазон регулирования напряжением обычно не превышает 5:1.
С уменьшением номинальной мощности двигателей падение напряжения в них увеличивается, и механические характеристики получают больший наклон. По этой причине снижают диапазон регулирования напряжением системы Г — Д по мере уменьшения мощности (при мощностях менее 1 кВт до 3:1 или 2:1).
С уменьшением магнитного потока генератора на его напряжении в большей степени сказывается размагничивающее действие реакции его якоря. Поэтому характеристики, относящиеся к низким частотам вращения двигателя, фактически имеют больший наклон, чем механические характеристики.
Расширение диапазона регулирования достигается уменьшением магнитного потока двигателя Д посредством реостата 2 (см. рис. 1), производимым при полном потоке генератора Этому способу регулирования скорости соответствуют характеристики, расположенные выше естественной (см. рис. 2).
Общий диапазон регулирования, равный произведению диапазонов регулирования обоими способами, достигает (10 - 15) : 1.Регулирование изменением напряжения является регулированием с постоянным моментом (поскольку магнитный поток двигателя остается неизменным). Регулирование изменением магнитного потока двигателя Д является регулированием с постоянной мощностью.
Перед пуском двигателя Д реостат 2 (см. рис. 1) полностью выводят, и поток двигателя достигает наибольшего значения. Затем реостатом 1 увеличивают возбуждение генератора Г. Это вызывает повышение напряжения, и скорость двигателя Д увеличивается. Если обмотку ОВГ включить сразу на полное напряжение UB возбудителя В, то ток в ней, как во всякой цепи, обладающей индуктивностью и активным сопротивлением, будет нарастать:
где rв — сопротивление обмотки возбуждения, LB — ее индуктивность (влиянием насыщения магнитопровода пренебрегаем).
На рис. 3, а (кривая 1) представлен график зависимости тока возбуждения от времени. Ток возбуждения нарастает постепенно; скорость нарастания определяется соотношением
где Тв — электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения генератора; имеет размерность времени.
Рис. 3. Изменение тока возбуждения в системе Г—Д
Изменение напряжения генератора при пуске имеет примерно такой же характер, как и изменение силы тока возбуждения. Это дает возможность автоматического прямого пуска двигателя с выведенным реостатом 1 (см. рис. 1).
Нарастание тока возбуждения генератора часто ускоряют (форсируют), прикладывая в начальный момент к обмотке возбуждения напряжение, превышающее номинальное.Процесс нарастания возбуждения будет при этом протекать по кривой 2 (см. рис. 3, а). Когда сила тока в обмотке достигнет величины Iв1 равной установившейся силе тока возбуждения при номинальном напряжении, напряжение на обмотке возбуждения уменьшают до номинального. Время нарастания тока возбуждения до номинального уменьшается.
Для форсирования возбуждения генератора напряжение возбудителя В (см. рис. 1) выбирают в 2—3 раза превышающим номинальное напряжение обмотки возбуждения генератора и вводят в схему добавочный резистор 4. Замыкая на время пуска этот резистор накоротко контактом 5, на обмотку возбуждения подают повышенное напряжение.
Система генератор — двигатель позволяет осуществить торможение с рекуперацией.Для торможения необходимо, чтобы ток в якоре изменил свое направление. Момент при этом также изменит знак и вместо движущего станет тормозным. Торможение возникает при увеличении магнитного потока электродвигателя реостатом 2 или при уменьшении напряжения генератора реостатом 1. В обоих случаях э. д. с. Е двигателя становится выше напряжения U генератора. При этом двигатель Д работает в генераторном режиме и приводится во вращение кинетической энергией движущихся масс, а генератор Г работает в двигательном режиме, вращая со сверхсинхронной скоростью машину АД, которая при этом переходит в режим генератора и отдает энергию в сеть.
Торможение с рекуперацией можно осуществить и без воздействия на реостаты 1 и 2. Можно просто разомкнуть цепь возбуждения генератора (например, переключателем 3). При этом ток в замкнутой цепи, состоящей из обмотки возбуждения генератора и резистора 6, будет постепенно уменьшаться
где R — сопротивление резистора 6.
График, соответствующий этому уравнению, приведен на рис. 3, б. Постепенное уменьшение тока возбуждения генератора в данном случае равносильно увеличению сопротивления реостата 1 (см. рис.1) и вызывает рекуперативное торможение. В данной схеме резистор 6, включенный параллельно обмотке возбуждения генератора, является разрядным. Он предохраняет изоляцию обмотки возбуждения от пробоя в случае внезапного аварийного обрыва цепи возбуждения.
При обрыве цепи возбуждения магнитный поток машины резко уменьшается, наводит в витках обмотки возбуждения э. д. с. самоиндукции настолько большую, что она может вызвать пробой изоляции обмотки. Разрядный резистор 6 создает контур, в котором э. д. с. самоиндукции обмотки возбуждения вызывает ток, замедляющий уменьшение магнитного потока.
Падение напряжения на разрядном резисторе равно напряжению на обмотке возбуждения. Чем меньше величина разрядного сопротивления, тем меньше будет напряжение на обмотке возбуждения при разрыве цепи. Вместе с тем при уменьшении величины сопротивления разрядного резистора возрастают непрерывно протекающий по нему в нормальном режиме ток и потери в нем. При выборе величины разрядного сопротивления должны быть учтены оба указанных положения.
После отключения обмотки возбуждения генератора на его зажимах вследствие остаточного магнетизма сохраняется некоторое небольшое напряжение. Оно может вызвать медленное вращение двигателя с так называемой ползучей скоростью. Для устранения этого явления обмотку возбуждения генератора после отключения от возбудителя присоединяют к зажимам генератора так, чтобы напряжение от остаточного магнетизма вызвало в обмотке возбуждения генератора размагничивающий ток.
Для реверса электродвигателя Д меняют направление тока в обмотке возбуждения ОВГ генератора Г посредством переключателя 3 (или иного аналогичного устройства). Вследствие значительной индуктивности обмотки ток возбуждения при этом постепенно уменьшается, меняет направление, а затем постепенно нарастает.
Процессы пуска, торможения и реверса двигателя в рассматриваемой системе отличаются высокой экономичностью, так как их осуществляют без применения реостатов, включенных в цепь якоря.Двигатель пускают и тормозят с помощью легкой и компактной аппаратуры, управляющей лишь небольшими токами возбуждения. Поэтому данную систему "генератор - двигатель постоянного тока" целесообразно использовать для работы с частыми пусками, торможениями и реверсами.
Основными недостатками системы генератор - двигатель постоянного тока являютсяотносительно низкий коэффициент полезного действия, высокая стоимость и громоздкосгь, определяемые наличием в системе большого числа электрических машин. Стоимость системы превышает стоимость одного короткозамкнутого асинхронного двигателя такой же мощности в 8 — 10 раз. Кроме того, такая система электропривода требует много места.
megalektsii.ru
Принципиальная схема системы изображена на рис. 
Уравнение механической характеристики двигателя в системе ГД можно получить из уравнения равновесия ЭДС в якорной цепи. 
, где еГ и е -соответственно ЭДС генератора и противо ЭДС двигателя. Здесь 
Выразив токiя через момент двигателя получим: 
или
Здесь – модуль статической жесткости механической характеристики двигателя в системе ГД. Уравнение механической характеристики двигателя для статического режима можно представить в виде: 
или
или
. Здесь ФНД – номинальный поток двигателя. Семейство механических характеристик двигателя в системе ГД, соответствующее различным значениям ЭДС генератора при синхронном гонном двигателе, изображено на рис. Характеристика двигателя при питании его от сети с U=UH изображена пунктиром.
Режимы работы, торможение, расчет хар-к, основные показатели. Изменяя поток возбуждения (его ЭДС) можно осущ-ть непрерывное плавное упр-ие моментом и скоростью ЭПа во всех 4-х квадрантах коорд. системы при b=const. На рис. показано в 1-м квадранте семейство хар-к при ЕГ=var.
Двигательному режиму соответствует область, заштрихованная в 1 и 3 квадрантах. Режиму динамическому торможению соответствует одна характеристика, проходящая через начало координат. Режиму противовключения соответствует область между осью моментов и характеристикой динамического торможения во 2 и 4 квадрантах. Генераторному режиму с рекуперацией энергии в сеть соответствует область во 2 и 4 квадрантах, заключенная между осью скоростей и характеристикой динамического торможения.
Основным способом торможения двигателя в системе ГД является торможение с отдачей энергии в сеть. Если уменьшать возбуждения генератора, то ЭДС двигателя станет больше ЭДС генератора. Двигатель превратиться в генератор. Ток в якорной цепи определяемый разностью: 
изменит направление на противоположное. Генератор превратиться в двигатель, работающий с ослабленным магнитным потоком. Скорость его увеличится и он будет9.1.раскручивать гонный двигатель со сверхсинхронной скоростью. Гонный двигатель превращается в генератор. Он будет отдавать в сеть активную энергию, потребляя из сети реактивную энергию.
Расчет характеристик двигателя в системе ГД без обратных связей можно выполнить используя уравнения: 
и
. Порядок расчета следующий:1. Определяется номинальная ЭДС генератора, соответствующая номинальной нагрузке
2. Определяется0 двигателя, соответствующая основной характеристике: 
. 3. По уравнению электромеханической или механической характеристики находится скорость двигателя при номинальной нагрузке (приIH или МН). Через 2 точки с координатами 
;
или
и
;
проводится основная характеристика. 4. Для расчета характеристик, соответствующих другим0, определяется ЭДС генератора при заданных скоростях Х двигателя и соответствующая этой ЭДС скорость 0Х: 
. Далее расчет ведется в соответствие с п.3. 5. Определяется поток возбуждения генератора, создающий ЭДСEГХ: 
, где
.Г – скорость вращения генератора. N, П, а – число витков обмотки якоря, число пар полюсов и число пар параллельных ветвей обмотки якоря генератора.6. По кривой намагничивания генератора находятся соответствующий потоку ФГХ ток возбуждения IВХ или 
.7. Рассчитывается необходимое напряжение возбуждения
, где
, если зависимость потока от тока дана в относительных единицах.Достоинства системы ГД: Отсутствуют громоздкие пусковые реостаты и потери в них; Управление процессами перенесено в цепи возбуждения, имеющие небольшие токи, что облегчает и удешевляет аппаратуру; Сравнительно высокий диапазон регулирования. Недостатки системы ГД: Высокая установленная мощность, превышающая в 3 раза мощность приводного двигателя; Сравнительно низкий КПД, равный 
; Повышенная крутизна механических характеристик; Высокая первоначальная стоимость машинного оборудования.
studfiles.net
Система генератор — двигатель (Г—Д) из всех систем с электромашинными преобразователями получила наибольшее распространение в крановых электроприводах. Среди систем управления, обладающих высокими регулировочными свойствами, система Г—Д до недавнего времени являлась наиболее эффективной для обеспечения широкого диапазона регулирования при всех условиях нагрузки кранового электропривода. В крановом электроприводе сложилось несколько типовых решений, используемых, как правило, для крупных и ответственных установок, каковыми являются рудноугольные перегружатели, крупные монтажные краны, плавучие краны и т. д. В системе Г—Д регулируемое напряжение подводится к якорю двигателя постоянного тока от генератора. Двигатель имеет независимое возбуждение с регулируемым током возбуждения, в результате чего в системе осуществляется двухзонное регулирование частоты вращения- уменьшение частоты вращения путем уменьшения напряжения генератора и увеличение частоты вращения путем уменьшения тока возбуждения двигателя. Диапазон регулирования скорости может быть обеспечен в пределах до 20 : 1 без применения тахо- генераторов или иных устройств контроля частоты вращения. Электроприводом по системе Г—Д управляют путем изменения силы и направления тока возбуждения генератора. Применяют два типа систем управления:
По способу питания главной цепи системы управления также имеют два исполнения:
Система Г—Д обладает хорошими регулировочными характеристиками, сравнительно невысокой стоимостью и большим сроком службы Однако наличие вращающихся преобразователей делают эту систему громоздкой: ее отличают неудовлетворительные массо-габаритные характеристики, что является основным условием, ограничивающим ее применение. Кроме того, система Г—Д требует регулярного обслуживания и повышенных затрат на профилактический уход. Поэтому в последние годы все более широкое применение начинает находить аналог системы Г—Д система ТП-Д.
sibelec.ru
В начале 50 – х и конце 40 – х годов начали появляться электронные системы управления. Это дало возможность значительно улучшить электропривод постоянного тока. Одними из первых появились газозаполненные выпрямители – тиратроны. Они стали использоваться в качестве возбудителей в электроприводе постоянного тока (зачастую в системах генератор — двигатель). Появление таких устройств позволило применять замкнутые системы управления вместо разомкнутых. Однофазные электронно — вакуумные выпрямители применялись в электроприводах мощностью до 10 кВт.
В конце 50 –х начали появляться полупроводниковые элементы такие как тиристоры и диоды. Сначала их изготавливали маломощными и область их применения ограничивалась регулированием возбуждения, где они потихоньку вытесняли электронно – вакуумные приборы благодаря надежности, долговечности, уменьшению габаритов и увеличению производительности.
Но техника не стояла на месте и мощность полупроводниковых элементов постепенно росла. Через некоторое время они начали вытеснять электронно – вакуумные приборы и с якорных цепей электроприводов. Сперва кремниевые диоды начали применяться в регулируемых электроприводах постоянного тока с реакторами насыщения. Ниже показана функциональная схема:
Такие системы более надежные чем системы генератор – двигатель и обеспечивают производительность повыше, чем система генератор – двигатель, но их стоимостные и габаритные показатели будут похуже системы генератор – двигатель.
В начале 1960 – х годов появились мощные тиристоры. После их появления машинные преобразователи потеряли всякий интерес проектировщиков, все их внимание сосредоточилось на проектировании электроприводов по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП — Д). С тех пор и по сей день практически везде используют тиристорный электропривод. Тиристорный привод стал активно вытеснять систему генератор – двигатель, которая активно внедрялась в течении полувека. Структурная схема ТП – Д показана ниже:
Электропривод с системой ТП – Д имеет следующие преимущества над системой Г – Д (генератор двигатель):
Но имея достоинства она также имеет и недостатки:
Простое регулирование скорости электродвигателя вы можете посмотреть здесь:
elenergi.ru
 | |
| Схема системы «генератор-двигатель»: Г - генератор; Д - электродвигатель; В - возбудитель; РВ, РГ, РД - реостаты; ДА - двигатель асинхронный; овВ, овГ, овД - обмотки возбуждения; срГ, срД - сопротивления регулировочные; В, Н - группы контактов направления вращения (вперёд, назад). |
Генератор Г (рис.) вращается асинхронным или синхронным электродвигателем ДА. Машины в «Г.-д.» с. обычно возбуждаются от возбудителя В; в установках большой мощности применяют ионное возбуждение (см. Ионный электропривод), а также тиристорные устройства. Пуск двигателя Д производится постепенным повышением напряжения генератора Г реостатом РГ в цепи возбуждения или включением обмотки возбуждения генератора овГ сразу на полное либо даже на повышенное напряжение. Реверс Д производится изменением полярности Г переменой направления тока в овГ при переключении контактов направления В и Н. При уменьшении возбуждения Г или при отключении овГ двигатель Д переходит в режим рекуперативного торможения, а Г в двигательный режим, при котором он уменьшает нагрузку ДА или переводит его в режим генератора с отдачей энергии в сеть. В "Г.-д." с. скорость регулируется изменением напряжения на якоре Д (вниз от основной) или ослаблением магнитного потока в Д (вверх от основной). Полный диапазон регулирования скорости достигает 1:30. Пределы эти могут быть расширены при применении средств автоматического регулирования, например, электромашинных, полупроводниковых, магнитных и др. устройств.
Достоинства «Г.-д.» с.: наличие хороших динамических свойств, допускающих получение разнообразных характеристик в переходных режимах; простота и экономичность управления; большой диапазон и плавность регулирования скорости. Недостатки: сравнительно низкий кпд (0,6-0,8), большая установленная мощность машин и высокая стоимость оборудования, повышенные расходы на обслуживание и ремонт.
Лит.: Сиротин А. А., Автоматическое управление электроприводами, М, - Л., 1959; Чиликин М. Г., Общий курс электропривода, 3 изд., М. - Л., 1960; Андреев В. П., Сабинин Ю. А., Основы электропривода, 2 изд., М. - Л., 1963.
Схема системы «генератор-двигатель»: Г - генератор; Д - электродвигатель; В - возбудитель; РВ, РГ, РД - реостаты; ДА - двигатель асинхронный; овВ, овГ, овД - обмотки возбуждения; срГ, срД - сопротивления регулировочные; В, Н - группы контактов направления вращения (вперёд, назад).
Статья про слово "«Генератор-двигатель» система" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 7714 раз
bse.sci-lib.com
