7.5. Многодвигательные системы электропривода

Многодвигательный привод с механической связью (работа на один вал). При совместной работе двигателей, имеющих абсолютно жесткое соединение роторов (якорей), они имеют одинаковую угловую скорость. Поэтому механическая характеристика привода может быть получена суммированием моментов отдельных двигателей. На рис. 7.9 приведены механические характеристики двух двигателей при работе на один вал.

Если двигатели имеют одинаковую жесткость и одинаковые пограничные скорости, то нагрузка (момент) распределится между ними поровну. Но механические характеристики двига­телей могут отличаться как по жесткости, так и по граничной скорости. Двигатель с более жесткой характеристикой (пря­мая 1 на рис. 7.9, а) примет большую нагрузку. Если погранич­ные скорости неодинаковы, то при одинаковой жесткости ха­рактеристик двигатель с большей пограничной скоростью (пря­мая 1 на рис. 7.9, б) будет нагружен больше. При этом может оказаться, что двигатель, имеющий меньшую пограничную ско­рость, будет работать в генераторном режиме (прямая 2 на рис. 7.9, б), нагружая другой двигатель (работа со скоростью ω₁ на рис. 7.9, б).

Во избежание таких явлений необходимо обеспечить одина­ковые жесткости механических характеристик и одинаковые пограничные скорости. Изменение жесткости характеристик возможно включением дополнительного сопротивления в цепь якоря или ротора, а изменение пограничной скорости — регули­рованием тока возбуждения двигателя.

Электропривод по системе электрического вала. Системы электропривода, содержащие несколько меха­нически не связанных между собой двигателей и обеспечиваю­щих одинаковую частоту вращения вне зависимости от их на-

грузки, называются установками синхронного вращения или электрическим валом. Такие системы могут быть с вспомога­тельными машинами и без вспомогательных машин.

На рис. 7.10 приведена схема синхронного вращения асин­хронных двигателей с вспомогательными машинами. На валу главных двигателей Д1 и Д2 установлены уравнительные асин­хронные двигатели АД1 и АД2. Обмотки роторов двигателей АД1 и АД2 соединены так, что угол сдвига между э. д. с рото­ров равен 180°.

Если нагрузки двигателей Д1 и Д2 равны, то при одинако­вых характеристиках скорости их валов будут одинаковы. В этом случае э. д. с. роторов Е₂₁ и Е₂₂ двигателей АД1 и АД2 одинаковы по величине и сдвинуты по фазе на угол 180⁰ ток в цепи роторов этих двигателей отсутствует и моменты их равны нулю.

Если статический момент на валу двигателя Д2 увели­чится, то скорость его умень­шится.

При этом э. д. с. ротора двигателя АД2 увеличится и сдвинется по фазе относи­тельно э. д. с. ротора двига­теля АД1. В цепи роторов возникнет результирующая э. д. с. ΔЕ₂, под действием которой по обмоткам роторов будет про­текать уравнительный ток I_2у, отстающий на угол φ₂ от э. д. с. ΔЕ₂:

где Z₂ — полное сопротивление фазы роторов.

Моменты вспомогательных машин могут быть представлены уравнениями

Угол φ₂₂ между током I_2у и э. д. с. Е₂₂ машины АД2 меньше 90°, поэтому момент ее будет положительным. Она потребляет энергию из сети и, отдавая ее на вал двигателя Д2, стремится увеличить его частоту вращения. Угол φ₂₂ сдвига по фазе между током I_2у и э. д. с. Е₂₁ машины АД1 больше 90° и ее мо­мент будет отрицательным. Она отбирает энергию с вала дви­гателя Д1 и отдает ее в сеть — двигатель Д1 разгружается и снижает частоту вращения.