О широком диапазоне и простоте регулирования скорости приводов постоянного тока Электропривод переменного тока с асинхронными электродвигателями становится все популярнее с каждым годом. На стороне асинхронных двигателей и простота конструкции, и, соответственно, надежность и долговечность, и высокие энергетические показатели.
К тому же, электроэнергию переменного тока, необходимую для этих двигателей, очень просто производить, преобразовывать и передавать на самые большие расстояния без особых потерь. Тем не менее, электропривод постоянного тока нескоро сдаст свои позиции. И дело здесь даже не в том, что некоторые виды электроприводов, получающих электроэнергию от автономных источников, просто нецелесообразно переводить на «переменку». Ну, в самом деле, не устанавливать же инвертор в цепь автомобильного аккумулятора или, что еще смешнее, в цепь батарейки игрушечного автомобильчика? Дело в том, что несмотря ни на что, электропривод постоянного тока имеет два неоспоримых преимущества перед электроприводом тока переменного. Одно из этих преимуществ заключается в возможности формирования самых различных электромеханических характеристик постоянного двигателя.
Например, можно получить жесткую характеристику зависимости частоты вращения двигателя от тока якорной цепи при параллельном или независимом включении обмотки возбуждения (рис. 1 и 2).
Если же обмотка возбуждения включена последовательно с якорной обмоткой (рис. 3), то будет сформирована интересная электромеханическая характеристика, в соответствии с которой скорость резко возрастает при снижении нагрузки на привод.
Кривая частоты оборотов двигателя приближается к оси ординат асимптотически, поэтому при отсутствии нагрузки двигатель постоянного тока последовательного возбуждения даже может пойти «в разнос», то есть начнет работать с опасной для механизмов скоростью. Такая электромеханическая характеристика очень кстати для привода электрического транспорта, например, трамваев и троллейбусов. От двигателя в таких случаях требуется повышенный пусковой момент, а когда скорость уже достаточно высока, большой электромеханический момент уже не нужен – нагрузка уже минимальна.
Чтобы избежать выхода двигателя постоянного тока «в разнос», для обеспечения транспортной электромеханической характеристики применяется схема смешанного возбуждения (см. рис). Это значит, что часть обмотки возбуждения подключается последовательно якорной обмотке, а часть – параллельно. При этом момент двигателя при пуске также велик, а при отсутствии нагрузки скорость будет ограничена. Нельзя не упомянуть еще одно преимущество привода постоянного тока: широкий диапазон регулирования и относительную простоту его осуществления. Так, практически при любой нагрузке, вполне возможно обеспечить необходимую скорость вращения вала двигателя. А способов это сделать вполне достаточно.
Можно регулировать скорость введением дополнительных сопротивлений в обмотку возбуждения, можно добавить сопротивления в якорную цепь, а можно комбинировать эти способы.
Но наиболее эффективного управления приводом постоянного тока удается достичь при внедрении системы тиристорно-импульсного регулирования. Эта система позволяет сполна оценить достоинства таких приводов и эксплуатировать их с максимально эффективными энергетическими показателями.
