Анализ кинематической схемы, определение параметров и составление расчётной схемы автоматизированного электропривода

Трансмиссии постоянного тока являются наиболее простыми, так как двигатели питаются от генератора без промежуточных силовых преобразователей и любые характеристики трансмиссии получаются регулированием магнитных потоков генератора и двигателей по цепи возбуждения. Мощность, необходимая для возбуждения, составляет 1,0—2,5% от номинальной мощности машин, поэтому регулировочные устройства могут быть маломощными.

Вместе с тем коллекторно-щеточный узел машин постоянного тока является наиболее слабым местом машины, и значительная доля неисправностей и повреждений в трансмиссии вызвана именно работой этих узлов. Это особенно важно для пневмоколесных машин, предназначенных для работы во внедорожных условиях, где повышается опасность попадания на коллектор пыли, влаги, грязи, вследствие чего резко снижается надежность работы коллектора. Бесколлекторные двигатели более надежны и менее чувствительны к указанным условиям работы.

Основной трудностью при применении бесколлекторных двигателей в транспортных средствах является сложность регулирования частоты вращения. В промышленном электроприводе асинхронные двигатели нашли широкое применение тогда, когда не требуется значительного изменения частоты вращения или она может изменяться ступенями. В последнем случае применяют двух- и трехскоростные асинхронные двигатели с переключением полюсов. Для изменения частоты вращения в небольших пределах используют асинхронные двигатели с фазным ротором, в цепь которого включают реостаты, конденсаторы или полупроводниковые устройства. Применяют также схемы с каскадным соединением двух асинхронных двигателей. Частоту вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей в небольших пределах изменяют включением в цепь статора магнитных усилителей или полупроводниковых устройств. Все эти способы применяются при постоянной частоте питающего тока и не обеспечивают экономичного регулирования частоты вращения в широких пределах.

В транспортных средствах двигатели постоянно соединены с большой массой, при трогании с места они должны развивать наибольший момент. Скорости, если даже исключить кратковременные пусковые режимы, изменяются в широких пределах, в особенности для машин повышенной проходимости. Частота вращения двигателей может изменяться только плавно и относительно медленно из-за большой массы транспортного средства. Поэтому указанные выше способы ее регулирования могут быть использованы в отдельных частных случаях, когда самоходная машина должна работать лишь в узком диапазоне скоростей.

В автономных транспортных средствах можно изменять частоту питающего тока асинхронных двигателей изменением частоты вращения теплового двигателя. Однако дизель и газотурбинная установка с блокированной тяговой турбиной допускают изменение частоты вращения лишь в относительно небольшом диапазоне, при этом с понижением частоты вращения уменьшается мощность. Следовательно, это возможно лишь при многоступенчатом переключении полюсов машин переменного тока, что усложняет их конструкцию и трансмиссию в целом. В большей степени этот способ может оказаться приемлемым при использовании газотурбинной установки со свободной тяговой турбиной, к. п. д. и мощность которой сохраняются относительно высокими в пределах частот вращения 0,5—1,0 номинальной. Такой диапазон также недостаточен и требует либо дополнительных переключений полюсов, хотя и при меньшем числе переключений, либо выполнения двигателей с очень высоким скольжением. Этот способ неприемлем в тех случаях, где по условиям привода рабочих и вспомогательных механизмов необходима работа теплового двигателя при постоянной частоте вращения.