2tom253

6. NAPĘD ELEKTRYCZNY 508

Jeśli napięcie wzbudzenia generatora oznaczyć u_fG = k_ull_;GS, gdzie k_u > 1 dla rozruchu k_u = 0 dla hamowania oraz k_u < — 1 dla nawrotu, to prędkość silnika może być wyrażona równaniem operatorowym dla M_m = 0

_

s(l+sTJ(l+sT_fG)

oraz w funkcji czasu

(6.107)

(6.108)

ow =    _T^ku°⁰T (T_fo^e~'^/T/‘ — T_me~^t<T-)

^lfG~

Prąd w obwodzie tworników w funkcji czasu

i.(0 = Kh -    (e-^-e-"⁷--)

^ JG

W równaniach powyższych: fż₀ — prędkość biegu jałowego silnika przy znamionowym jego wzbudzeniu i napięciu e_GN wyrażona wzorem

Q _ kę (J/G,v _ ^eGN

⁰ “    *) ~ ^('W

oraz I_k — prąd zwarcia silnika przy znamionowym napięciu generatora i zahamowanym wirniku wg wzoru

Równania (6.107) oraz (6.108) umożliwiają obliczenie przebiegów prędkości i prądu dla dowolnego procesu przejściowego. Należy wprowadzić odpowiednią wartość współczynnika k_u, nazywanego współczynnikiem forsowania. Określa on początkowy krotność napięcia wzbudzenia, które ma przyspieszyć tempo narastania napięcia indukowanego e_G = /((). Prąd tworników generatora i silnika osiąga w czasie stanów przejściowych szczytową wartość

(6.109)

Dla maszyn dużych mocy, gdy Tfo » T_m, należałoby—dla utrzymania prądu szczytowego w granicach 1,5 —2-krotnego prądu znamionowego — stosować k_u > 5. Natomiast dla maszyn małych mocy, gdy T_m = T_fG, istnieje konieczność łagodzenia procesu przejściowego, tzn. przyjmowania k„ < 1. Wzbudzenie generatorów układu Leonarda w starszych rozwiązaniach było zasilane ze wzmacniaczy magnetycznych lub elektromaszynowych. W nowszych, modernizowanych napędach w układzie generator-silnik uzwojenie wzbudzenia generatora jest zasilane z nawrotnego przekształtnika tyrystorowego, który można traktować jako liniowy element bezinercyjny o wzmocnieniu średnim. Wówczas

G_p(s) = K_p = K_p„

A“<io

0,96

U_n

(6.110)

przy czym: u_d0 — napięcie stanu jałowego prostow nika przy kącie opóźnienia wyzwalania równym zeru (a = 0), U_0m — amplituda napięcia porównawczego w układzie wyzwalania.

Do zasilania uzwojeń wzbudzenia maszyn układu Leonarda są stosowane układy przekształtnikowe, w których sygnały sprzężeń zwrotnych są wprowadzane do odpowie⁰'

1-TODY I UKŁADY REG. I STAR PRĘDKOŚCI SILN. PRĄDU STAŁEGO 6.4-    ■    -.....-

Rys. 6.51. Przekształtnikowe wzbudzenie generatora: a) schemat strukturalny; b) schemat blokowy

Reg - regulator proporcjonalny o wzmocnieniu k_r

nich regulatorów prędkości silnika lub prądu w obwodzie. Na rysunku 6.51 generator G ma uzwojenie wzbudzenia zasilane z prostownika, którego napięcie u_d0 = k_ulI_fGN.

W regulatorze proporcjonalnym o współczynniku wzmocnienia k_r są sumowane sygnały: zadający K_ue_cz i sprzężenia zwrotnego K_ue_a.

Wypadkowa transmitancja jest opisana równaniem

G_c(s) =

L’g(^S)

^eGz(^s)

k

7+T

1 +s

T_fo

k+ 1

(6.111)

w którym k = K_uk_rk_pk_G.

Widać, że odpowiedni dobór napięcia przekształtnika pozwala na przyspieszenie procesu wzbudzania generatora, zwłaszcza w początkowym okresie przebiegu przejściowego. Stosowane w praktyce napędów dużych mocy współczynniki k_u nie przekraczają pięciu. Przekształtnikowe wzbudzenie silnika umożliwia regulację jego strumienia w sposób automatyczny po osiągnięciu napięcia na zaciskach twornika bliskiego wartości znamionowej. Zasilający uzwojenie wzbudzenia prostownik PWz rys. 6.52 ma regulator o nieliniowej charakterystyce, utrzymujący stalą wartość prądu i_fs = i_fSN aż do chwili, gdy

ifsN		<*J0max
UON		ifs min
		UaN

•V 6.52. Zależna regulacja wzbudzenia silnika: a) schemat; b) charakterystyki t\-, — /(»„) oraz ty — fiuj ^ł/*min - minimalny graniczny prąd wzbudzenia