|
|
|
METODE DE REGLARE A VITEZEI MASINII DE CURENT CONTINUU
Caracteristica mecanica descrisa cu ajutorul relatiei 2.5, arata ca viteza unei masini de curent continuu poate fi reglata prin folosirea uneia dintre urmatoarele metode:
reglajul reostatic;
reglarea tensiunii de alimentare;
reglarea campului de excitatie.
1. Reglajul reostatic
Aceasta metoda consta in modificarea continua sau in trepte a rezistentei circuitului indusului. Introducerea unei rezistente suplimentare conduce la scaderea vitezei masinii de curent continuu, atat a celei cu excitatie separata sau derivatie, cat si a celei cu excitatie serie. Familia caracteristicilor mecanice pentru cele doua cazuri au fost prezentate in figurile 2.7 si 2.12.
Principalul dezavantaj al acestei metode il reprezinta randamentul scazut al actionarii. Totusi, datorita simplitatii deosebite si a pretului mic al instalatiei, aceasta metoda este folosita in cazul aplicatiilor care necesita reglarea vitezei pentru un interval foarte scurt de timp.
2. Reglarea tensiunii de alimentare
Viteza masinii de curent continuu (fie ea cu excitatie separata, derivatie, sau serie) depinde de tensiunea de alimentare. Scaderea acesteia implica reducerea vitezei masinii. Daca tensiunea de alimentare a unei masini derivatie este redusa brusc cu o valoare semnificativa, atunci viteza va scadea corespunzator, iar masina va trece si prin regimul de generator. Variatia vitezei are loc similar pentru masina serie, dar in acest caz, indiferent de valoarea cu care este redusa tensiunea de alimentare, masina nu va trece prin regimul de generator. Orice reducere sau crestere a valorii tensiunii de alimentare trebuie facuta in pasi mici. Variatiilor mari de tensiune le corespund variatii mari de curent, care reduc simtitor viata colectorului.
Caracteristicile mecanice stationare ale masinii de curent continuu, pentru tensiune de alimentare variabila, sunt prezentate in figura 2.18.
(a) masina derivatie (separata) (b) masina serie
Fig. 2.18. Caracteristicile mecanice ale masinii de curent continuu
in cazul reglarii tensiunii de alimentare.
Aceasta metoda permite obtinerea unei game mari de reglare a vitezei. La viteze mici, racirea masinii este proasta, dar comutatia este buna.
Reglarea tensiunii de alimentare poate fi facuta cu ajutorul redresoarelor comandate, a variatoarelor de tensiune continua, sau a grupurilor rotative. Pentru ultimul caz, se poate folosi schema din figura 2.19.
Fig. 2.19. Grupul generator - motor.
Pentru aceasta actionare putem scrie relatiile:
(2.66 - 2.68)
si rezulta pentru viteza masinii relatia:
(2.69.a)
(2.69.b)
Din relatiile 2.69 rezulta ca viteza sarcinii poate fi reglata atat prin modificarea tensiunii generatorului G, cat si prin slabirea campului de excitatie a motorului M. Astfel, cu ajutorul grupului generator - motor, cunoscut si sub numele de Grup Ward - Leonhard, dupa numele inventatorilor, se poate realiza o gama de reglare a vitezei de aproximativ 1:20. Actionarea poate functiona in patru cadrane. Inversarea sensului de mers se face prin schimbarea sensului curentului de excitatie al generatorului G. Aceasta metoda de reglare a vitezei este folosita la actionarea laminoarelor, a masinilor - unelte grele (raboteze, strunguri carusel), instalatiilor de ridicat si transportat (teleferice de persoane, masini de extractie miniere), a locomotivelor diesel - electrice, etc.
Dintre avantajele actionarii mentionam: timp mic de pornire, franarea se poate face lin, nu sunt necesare rezistente suplimentare in circuitul indusului masinii M. Dar, actionarea prezinta si o serie de dezavantaje ce trebuie luate in considerare: putere instalata mare, gabarit mare, randament inferior actionarilor cu convertizoare cu dispozitive semiconductoare de putere (produsul randamentelor celor trei masini de puteri apropiate), cost ridicat, intretinere pretentioasa datorita uzurii colectoarelor si a periilor.
In general, pe axul masinii asincrone este cuplata o masina de curent continuu de putere mica cu magneti permanenti. Ea este folosita pentru alimentarea excitatiilor masinilor de curent continuu din cadrul grupului si poarta numele de masina excitatoare.
3. Reglarea campului de excitatie
Dupa cum rezulta din relatia 2.5, slabirea campului de excitatie al masinii conduce la o crestere a vitezei actionarii. Caracteristicile mecanice stationare ale masinii sunt prezentate in figura 2.20.
Reglarea campului de excitatie permite obtinerea unui reglaj al vitezei masinii in ambele sensuri. Investitia necesara este mica, metoda fiind ceva mai economica decat cea prezentata in paragraful 2.
(a) masina derivatie (separata) (b) masina serie
Fig. 2.20. Caracteristicile mecanice ale masinii de curent continuu
in cazul reglarii campului de excitatie.
Dintre dezavantajele acestei metode de reglare a vitezei masinii de curent continuu, mentionam: plaja mica de reglare (mai ales la sarcini mari), comutatia este inrautatita la viteze mari; daca fluxul de excitatie scade, va scadea si valoarea cuplului dezvoltat de catre masina; la fluxuri mici de excitatie, reactia transversala este importanta si se poate ajunge la aparitia unor instabilitati in functionare.
4. Combinarea metodei de reglare a tensiunii de
alimentare cu reglarea campului de excitatie
Cele doua metode pot fi combinate atunci cand se doreste obtinerea unei game mari de reglaj al vitezei actionarii. Reglajul tensiunii de alimentare are avantajul mentinerii capacitatii maxime de incarcare a masinii (cuplu constant). Atunci cand este necesara o viteza la mersul in gol mai mare, se foloseste slabirea de camp. Cea de-a doua metoda permite realizarea unor reglaje mai fine ale vitezei, in comparatie cu rezultatele obtinute cu ajutorul primei metode. In figura 2.21 sunt prezentate limitarile ce intervin in cazul reglarii combinate, la sarcina constanta.
