Тиристорные электроприводы постоянного тока

Система генератор — двигатель (система Леонарда)

Следующим шагом в развитии электропривода постоянного тока было создание в 1890-е годы системы генератор—двигатель. В этом электроприводе питание двигателя производится от мотор - генераторной (М—G) установки [1, 2]. Приводной двигатель М вращает генератор G с постоянной скоростью. Скорость рабочего двигателя изменяется в широких пределах в соответствии с изме­нением напряжения якоря генератора, зависящим от его потока возбуждения. При регулировании скорости двигателя по напря­жению якоря его магнитный поток может поддерживаться посто­янным, при этом не стоит столь остро проблема коммутации. Структура системы генератор—двигатель представлена на рис. 1.2, а ее характеристики в режимах работы с постоянным допустимым моментом или мощностью — на рис. 1.3. В режиме работы с пос­тоянным моментом регулируется напряжение якоря двигателя, а его поток поддерживается постоянным. В режиме работы с посто­янной мощностью поддерживается напряжение якоря на требуемом

Рис. 1.3. Регулирование с постоян­ным моментом и мощностью в системе генератор—двигатель

Уровне, а регулирование произво­дится по цепи возбуждения. Дан­ная - система впервые обеспечила выполнение таких требований к приводу, как широкий диапазон и высокая точность регулирова­ния при надежной коммутации.

Между тем продолжалось развитие электропривода пере­менного тока, а также систем производства, распределения и пре­образования энергии переменного тока. Усовершенствованные к То, му времени двигатели переменного тока привлекали своей про­стотой и благоприятными массогабаритными показателями. Вме­сто отслуживших систем постоянного тока на, развивающихся предприятиях для нерегулируемых электроприводов переменного тока внедрялись соответствующие системы электроснабжения. На вновь строящихся заводах применялись исключительно системы переменного тока. Даже на старых предприятиях системы элект­роснабжения были переведены на переменный ток. В механизмах с регулируемой скоростью на базе системы генератор—двигатель в качестве приводного двигателя стали использоваться машины переменного тока, как показано на рис. 1.4.

На заре своего развития системы генератор—двигатель не име­ла специфического конструктивного облика. Отдельные ее элемен­ты устанавливались и связывались воедино соответственно предо­ставляемым производственным площадям. В начале 40-х годов появились модульные конструкции системы генератор—двигатель. Приводной двигатель с генератором и регулирующая аппаратура были объединены в общий блок управления электроприводом.

Для системы генератор—двигатель характерны следующие достоинства:

1) возможность регулирования скорости в обоих направлениях во всем допустимом для двигателя диапазоне;

2) естественная рекуперация энергии в сеть в генераторных режимах работы двигателя;

3) возможность больших кратковременных перегрузок;

4) отсутствие пульсаций якорного тока.

Вместе с тем данной системе присущи следующие недостатки:

1) Высокие капитальные затраты;

2) сравнительно низкий КПД, не превышающий 80 %;

3) большие габариты;

4) необходимость периодической проверки и смазки.