9. Система генератор – двигатель.

Принципиальная схема системы изображена на рис.

Уравнение механической характеристики двигателя в системе ГД можно получить из уравнения равновесия ЭДС в якорной цепи. , где е_Г и е -соответственно ЭДС генератора и противо ЭДС двигателя. Здесь Выразив токi_я через момент двигателя получим: илиЗдесь – модуль статической жесткости механической характеристики двигателя в системе ГД. Уравнение механической характеристики двигателя для статического режима можно представить в виде: илиили. Здесь Ф_НД – 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=U_H 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 =const. На рис. показано в 1-м квадранте семейство хар-к при Е_Г=var.

Двигательному режимусоответствует область, заштрихованная в 1 и 3 квадрантах.Режиму динамическому торможениюсоответствует одна характеристика, проходящая через начало координат.Режиму противовключениясоответствует область между осью моментов и характеристикой динамического торможения во 2 и 4 квадрантах.Генераторному режиму с рекуперацией энергии в сетьсоответствует 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 нагрузке2. Определяется₀ двигателя, соответствующая основной характеристике: . 3. По уравнению электромеханической или механической характеристики находится скорость двигателя при номинальной нагрузке (приI_H или М_Н). Через 2 точки с координатами ;илии;проводится основная характеристика. 4. Для расчета характеристик, соответствующих другим₀, 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 ЭДСE_ГХ: , 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 Ф_ГХ ток возбуждения I_ВХ 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.