По элементному составу различают машинные, вентильно-машинные электромеханические и электрические каскады, а также вентильные электрические каскады. На рис. 4.31 приведены схемы машинно-вентильных каскадов, а на рис. 4.32 — вентильного каскада. Машинные каскады в связи с их громоздкостью, более низкими надежностью и энергетическими показателями в настоящее время не создаются.
В схемах рис. 4.31 выпрямленный ток цепи ротора, пропорциональный фазному току АД, определяется выражением
, (4.44)
где — действующее значение линейной ЭДС ротора АД; — ЭДС машины постоянного тока; ксх — коэффициент схемы вентильного преобразователя; для трехфазной мостовой схемы 1,35; —суммарное активное сопротивление роторной цепи, приведенное к цепи выпрямленного тока.
а) | б) |
Рисунок 4.31 - Схемы вентильно-машинных электрического (а) и электромеханического (б) каскадов
В схеме электрического вентильно-машинного каскада (рис. 4.31, а) .Регулирование скорости осуществляется изменением ЭДС возбуждением машины постоянного тока.
Рисунок 4.32 - Схема вентильного каскада.
Механические характеристики каскада по схеме рис. 4.31, а приведены на рис. 4.33, а. Значения скоростей холостого хода на каждой характеристике соответствуют току возбуждению машины постоянного тока ( — рис. 4.29, б), при котором = 0 и АД не развивает момент.
а) | б) |
Рисунок 4.33 - Механические характеристики (а) электрического вентильно-машинного каскада и зависимости (б) от скорости ЭДС машины постоянного тока и ЭДС АД в схеме рис. 4.31, а.
При этом .
С ростом нагрузки при одном и том же значении вследствие роста скольжения ; > 0; АД работает на регулировочный характеристике, соответствующей заданному току возбуждения машины постоянного тока. Во втором квадранте характеристики располагаться не могут вследствие односторонней проводимости вентилей преобразователя. Такие же характеристики имеет каскад, выполненный по схеме рис. 4.32. При этом в числитель уравнения (4.44) должна входить ЭДС инвертора вместо .
Регулирование скорости в электромеханическом каскаде по схеме рис. 4.31, б также осуществляется изменением ЭДС ДПТ, скорость которого равна скорости АД, так как они соединены общим валом. Механические характеристики АД и каскада приведены на рис. 4.34, б, в соответственно. На рис. 4.34, а приведены зависимости ЭДС и от скорости.
а) | б) | в) |
Рисунок 4.34 - Зависимости от скорости ЭДС машины постоянного тока и приведенной к цепи выпрямленного тока ЭДС АД (а), механические характеристики АД (б) и электромеханические характеристики машинно-вентильного каскада (в)