Электромашинного возбудителя

Блок-схема электромашинного преобразователя с пределами бесступенчатого регулирования частоты 20—50 Гц показана на 7.8. От сети 6 кВ подается питание на приводной двигатель ПД (630 кВт, 985 об/мин), вращающий генератор постоянного тока Г (685 кВт, 680 В, 1000 об/мин). Генератор Г питает по системе генератор — приводной двигатель постоянного тока Д (600 кВт, 680 В, 500/1000 об/мин) синхронного генератора

Измерительный орган частоты получает сигнал от обмотки генератора переменного тока. При этом коэффициент передачи измерительного органа регулятора низкий, что не позволяет получить достаточно высокие точность и качество поддержания частоты электромашинного преобразователя на выходе. С целью повышения точности поддержания частоты и быстродействия системы регулирования частоты при всех режимах работы преобразователя было предложено снабдить генератор переменного тока гармонической обмоткой, которая имеет утроенное число пар полюсов по отношению к основной обмотке генератора и подключена ко входу измерительного органа регулятора частоты [49]. Выполнение генератора с гармонической обмоткой позволяет обеспечить работу измерительного органа частоты регулятора при различных режимах работы преобразователя вплоть до режима короткого замыкания.

Увеличение быстродействия системы при пуске и внезапном включении нагрузки также объясняется повышением коэффициента усиления всей системы регулирования частоты электромашинного преобразователя.

Экспериментальные исследования электромашинного преобразователя с гармонической обмоткой показали, что в режимах пуска и включения нагрузок предлагаемая система позволяет сократить время восстановления выходных параметров более чем в 1,5 раза. После короткого замыкания указанное время сокращается в 3±3,8 раза.

основные эксплуатационные факторы, влияющие на надежность, и оценить их количественно. В структурную схему должны войти основные узлы машины, подверженные отказам. Так, для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором такими узлами являются об- 6-1. Структурная схема надежности мотка статора и подшипци-электромашинного преобразователя постоян- ковый узел а в случае фазного тока в однофазный J ' J ,-^ ного ротора, кроме того, обмотка ротора и узел контактных колец. Для машин постоянного тока—обмотки: якоря, возбуждения, добавочных полюсов, компенсационная; щеточно-кол-лекторный и подшипниковый узлы. Для синхронных машин—обмотки статора и возбуждения, узлы контактных колец и подшипниковый.

Структурная схема электромашинных преобразователей несколько сложнее; в нее входят обмотки на неподвижных и вращающихся частях преобразователя, коллекторно-щеточный и подшипниковый узлы, блок регулирования, узел контактных колец. На 6-1 приведена, как одна из наиболее сложных, структурная схема надежности электромашинного преобразователя постоянного тока в однофазный.

электронасос и др.). Это означает, что выбор их основных параметров (мощности, частоты вращения, массогабаритных показателей, системы охлаждения и т. д.) должен производиться на основании общей оценки. Так, в основу выбора конструктивной схемы малошумного электромашинного преобразователя положен комплексный подход к объединению двигателя и генератора в одном корпусе, исключение резонансов конструкции с основными вибровозмущающими силами, композиционная обработка конструкций, уменьшающая влияние производственно-технологических факторов, т. е. разрабатывается методология обеспечения малошумности конструкции.

Принципиальная схема электромашинного преобразователя с промежуточным звеном постоянного тока, в котором используется синхронный генератор, показана на 4.44. Преобразователь состоит из агрегата постоянной скорости (Ml, G/), предназначенного для преобразования переменного тока сетевого напряжения и неизменной частоты в регулируемое постоянное напряжение, которое зависит от тока возбуждения генератора постоянного тока G/. Двигатель постоянного тока М2 агрегата переменной скорости получает питание от генератора G1. При изменении напряжения на выводах генератора G1 плавно регулируется угловая скорость двигателя М2 и одновременно угловая скорость синхронного генератора G2. Изменение угло-

4.44. Принципиальная схема электромашинного преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока с использованием синхронного генератора,

С учетом потерь энергии в машинах преобразователя частоты его установленная мощность будет превышать четырехкратное значение установленной мощности нагрузки, что является недостатком электромашинного преобразователя частоты. Другим его недостатком является низкий КПД, определяемый произведением КПД отдельных ма: шин. Если, например, КПД каждой машины при полной нагрузке принять равным 0,9, то номинальный КПД преобразователя составит 0,94 = 0,66. С уменьшением нагрузки и при регулировании угловой скорости двигателей МЗ — М5 вниз от основной КПД становится еще меньше.

В схемах электромашинного преобразователя частоты могут быть использованы в качестве основного преобразователя обычные асинхронные машины с фазным ротором в режиме асинхронного преобразователя частоты. Одна из таких схем с асинхронным преобразователем частоты АПЧ приведена на 4.45. Здесь статор АПЧ присоединен к сети переменного тока через автотрансформатор AT, позволяющий независимо регулировать на входе (и выходе) АПЧ амплитуду напряжения. Ротор АПЧ механически связан с якорем двигателя М2, угловая скорость которого регулируется по системе Г — Д так же, как и в предыдущей схеме с синхронным генератором. Вторичная (роторная) цепь АПЧ служит источником напряжений регулируемой частоты и амплитуды.

Наличие в описанном приводе бурового насоса электромашинного возбудителя, имеющего щеточный контакт, а также колец и щеток для токоподвода к обмотке возбуждения двигателя приводит к снижению надежности привода. Кроме того, двигатели СДЗ, СДЗБ и СДБ не предназначены для работы

Наличие в описанном приводе бурового насоса электромашинного возбудителя, имеющего щеточный контакт, а также колец и щеток для токоподвода к обмотке возбуждения двигателя приводит к снижению надежности привода. Кроме того, двигатели СДЗ, СДЗБ и СДБ не предназначены для работы в условиях холодного климата. Поэтому были разработаны бесщеточные синхронные двигатели типа СДБО-99/42-8 и СДБО-99/49-8ХЛ2,

Еще в 1959 году академиком В.С.Кулебакиным [1] исследованы высококачественные инвариантные системы регулирования по возмущению и отклонению. Это направление исследования характеризуется радикальным улучшением системы регулирования за счет замены электромашинного возбудителя компаундирующим трансформатором. Таким схемам регулирования напряжения генераторов уделяется большое внимание во многих отраслях промышленности. Быстродействие регулирования напряжения резко увеличивается, повышается надежность работы, упрощается обслуживание.

подается на обмотку возбуждения. При этом переменный ток на тиристорный преобразователь подается или от электромашинного возбудителя, или от сети.

В случае возбудителя с самовозбуждением его обмотка возбуждения питается от щеток коллектора самого возбудителя. В случае электромашинного возбудителя с независимым возбуждением питание его обмотки возбуждения производится от постороннего источника. Таким источником обычно служит подвозбудитель, представляющий собой машину постоянного тока с самовозбуждением.

Одним из простых и эффективных способов обеспечения надежности работы синхронной машины при авариях является быстрое повышение ее тока возбуждения - форсировка возбуждения. Чтобы представить физическую сущность форсировки, рассмотрим схему электромашинного возбудителя с самовозбуждением ( 2.17).

Цепи возбуждения генера-~ора и возбудителя (без обмоток ротора и электромашинного возбудителя) 1000 (допускается 500) Сопротивление изоляции, измеренное с сопротивлением всей присоединенной аппаратуры, должно быть не менее 1 МОм

машин. В частности, длительность двукратной перегрузки по току возбуждения турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмотки ротора ограничивается 20 с, а машин мощностью 800 МВт и более - еще меньшим значением. Для машин с косвенным охлаждением обмотки ротора допустимые длительности по току статора одновременно по своим характеристикам являются ограничивающими по току ротора. При форсировке возбуждения двукратная перегрузка по току ротора этих машин разрешается в течение до 50 с. Практически, такие перегрузки могут иметь место лишь в случаях возникновения неисправностей в системе возбуждения (например, при замыкании в шунтовом реостате цепи обмотки возбуждения электромашинного возбудителя постоянного тока).

Потери в параллельных обмотках возбуждения рассчитывают по току и напряжению возбуждения. В машине с возбуждением от независимого источника потери на возбуждение вычисляются по току возбуждения и сопротивлению обмотки возбуждения при постоянном токе, приведенному к расчетной рабочей температуре. В случае возбуждения от электромашинного возбудителя учитываются потери в возбудителе и всех устройствах, входящих в его комплект, за исключением механических потерь.

27 Испытание электромашинного возбудителя - + -

Наличие в описанном приводе бурового насоса электромашинного возбудителя, имеющего щеточный контакт, а также колец и щеток для токоподвода к обмотке возбуждения двигателя приводит к снижению надежности привода. Кроме того, двигатели СДЗ, СДЗБ и СДБ не предназначены для работы в условиях холодного климата. Поэтому были разработаны бесщеточные синхронные двигатели типа СДБО-99/42—8 и СДБО-99/49-8ХЛ2, предназначенные как для привода бурового насоса, так и для привода буровой лебедки ( 6.4).