Рис. 1. Схема управления системой генератор — двигатель
Схема управления системой генератор — двигатель показана на рис. 1. На этом рисунке приняты следующие обозначения:
Д1 — двигатель параллельного возбуждения, которым приводится в движение генератор Г;
Д2 — электродвигатель независимого возбуждения для привода механизма (мы будем дальше называть его рабочим электродвигателем);
П — пост управления, служащий для изменения величины и направления тока в обмотке возбуждения генератора Г;
R — пусковой реостат двигателя Д1;
R1 и R2 — реостаты на посту управления;
НОГ — независимая обмотка возбуждения генератора Г;
НОД — независимая обмотка возбуждения двигателя Д2.
При действии схемы, т. е. во время управления рабочим электродвигателем Д2, двигатель — генератор Д1 — Г включен и вращается с неизменной скоростью. Обмотка возбуждения двигателя Д2 подключается непосредственно к сети. Генератор Г имеет независимое возбуждение. Можно изменять силу и направление тока в обмотке возбуждения генератора, в результате чего изменятся напряжение и направление тока в якоре генератора Г. Сущность действия схемы заключается в том, что якорь рабочего двигателя Д2 получает ток не непосредственно от сети, а от зажимов генератора Г, вращаемого подключенным к сети двигателем Д1. Изменяя напряжение, развиваемое генератором Г, мы тем самым меняем и напряжение на зажимах рабочего двигателя Д2, вследствие чего скорость вращения последнего будет другой. Переключая направление тока в якоре генератора Г, мы таким образом меняем направление тока на зажимах рабочего двигателя Д2 и, следовательно, направление его вращения. Таким образом, при помощи двигатель — генератора Д1 — Г (называемого преобразователем) осуществляется регулирование скорости и реверсирование рабочего двигателя.
При пуске двигателя в ход при помощи реостата R пускается в ход электродвигатель Д1 и, следовательно, начинает вращаться генератор Г. При помощи реостата R1 или R2 (пост управления) генератору Г дается возбуждение; на зажимах генератора появляется напряжение; при определенной величине напряжения, развиваемого генератором, питаемый им рабочий двигатель Д2 приходит в движение.
При регулировании скорости двигателя с помощью реостата R1 или R2 изменяют силу тока в обмотке возбуждения генератора НОГ и, следовательно, напряжение на зажимах рабочего двигателя Д2. В результате изменяется скорость последнего. Напряжение генератора можно изменять от нуля до нормальной величины, вследствие чего достигается плавное, в весьма широких пределах, регулирование скорости рабочего двигателя.
При реверсировании двигателя рукоятку поста управления переводят с реостата R1 на реостат R2 (или обратно), изменяя тем самым направление тока в обмотке возбуждения генератора Г и, следовательно, его полярность. При этом меняется направление тока в якоре рабочего двигателя Д2 и направление его вращения; при переводе рукоятки поста управления с реостата R1 на реостат R2 (или обратно) она проходит через нулевое положение (положение «Стоп»), при котором обмотка возбуждения генератора Г оказывается отключенной от сети.
Для предохранения ее от опасного воздействия возникающей при этом значительной электродвижущей силы самоиндукции параллельно обмотке устанавливается сопротивление (на рисунке не показано).
Для остановки двигателя следует поставить рукоятку поста управления на положение «Стоп», при котором обмотка возбуждения генератора Г оказывается отключенной от сети; генератор лишается возбуждения; напряжение на его зажимах и, следовательно на зажимах рабочего двигателя Д2 исчезает. Рабочий двигатель продолжая вращаться по инерции и имея полное возбуждение (обмотка его магнитов присоединена к сети), переходит на работу генератором; торможение и остановка работающего генератором рабочего двигателя Д2 происходят очень быстро, так как обмотка его оказывается замкнутой на весьма незначительное сопротивление якоря генератора Г.
Обычно генератор Г преобразователя, кроме параллельной обмотки возбуждения, снабжается и последовательной, так называемой противокомпаундной обмоткой ПКО (рис. 2), причем последняя присоединяется таким образом, чтобы действие ее было противоположно действию параллельной обмотки. Назначением ее является защита рабочего двигателя от перегрузки.
Рис.2. Противокомпаундная обмотка
При тех или иных неполадках и неисправностях в приводимом двигателем механизме, вызывающих перегрузки, ток в двигателе мог бы достигнуть чрезмерно большой, опасной для него величины. Наличие последовательной обмотки генератора устраняет эту опасность, так как при чрезмерном токе в якоре рабочего двигателя такой же чрезмерный ток пройдет и по последовательной обмотке генератора, что приведет к резкому уменьшению его магнитного потока и снижению напряжения, а следовательно, и тока как в генераторе, так и в якоре рабочего двигателя.
Основными достоинствами схемы управления двигателем при помощи системы генератор — двигатель являются:
- плавное, в широких пределах, регулирование скорости управляемого двигателя и независимость скорости от нагрузки;
- простота реверсирования;
- простота торможения.
