Hệ thống mỏy phỏt – động cơ ( F – Đ ) là hệ truyền động điện mà bộ biến đổi điện là mỏy phỏt điện một chiều kớch từ độc lập. Mỏy phỏt này thường do động cơ sơ cấp khụng đồng bộ ba pha ĐK quay và coi tốc độ quay cuả mỏy phỏt là khụng đổi.
Tớnh chất của mỏy phỏt điện được xỏc định bởi hai đặc tớnh: đặc tớnh từ hoỏ là sự phụ thuộc giữa sức điện động mỏy phỏt vào dũng điện kớch từ và đặc tớnh tải là sự phụ thuộc của điện ỏp trờn hai cực của mỏy phỏt vào dũng điện tải. Cỏc đặc tớnh này núi chung là phi tuyến do tớnh chất của lừi sắt, do cỏc phản ứng của dũng điện phần ứng v.v… Trong tớnh toỏn gần đỳng cú thể tuyến tớnh hoỏ cỏc đặc tớnh này:
EF = KF.ΦF.ωF = KF.ωF.C.iKF
Trong đú:
- C = ∆ΦF/∆iKF : là hệ số gúc của đặc tớnh từ hoỏ.
Nếu dõy quấn kớch thớch của mỏy phỏt được cấp bởi nguồn ỏp lý tưởng UKF
thỡ: iKF = KF KF r U
Sức điện động của mỏy phỏt trong trường hợp này sẽ tỉ lệ với điện ỏp kớch thớch bởi hệ số hằng KF, như vậy cú thể coi gần đỳng mỏy phỏt điện một chiều kớch từ độc lập là một bộ khuếch đại tuyến tớnh:
EF = KF.UKF.
H4.14: Sơ đồ nguyờn lý của hệ thống mỏy phỏt động cơ điện một chiều kớch từ độc lập
Nếu đặt R = RưF + RưĐ thỡ ta cú thể viết được phương trỡnh cỏc đặc tớnh của hệ F – Đ như sau: ω φ φ = K − K U RI K F KF ω= Kφ − φ K U R K M F KF ( )2 ω ω β = O KF KD − KD U U M U ( , ) ( )
Cỏc biểu thức trờn chứng tỏ rằng, khi điều chỉnh dũng điện kớch thớch của mỏy phỏt thỡ điều chỉnh được tốc độ khụng tải của hệ thống cũn độ cứng đặc tớnh cơ thỡ giữ nguyờn. Cũng cú thể điều chỉnh kớch từ của động cơ để cú dải điều chỉnh tốc độ rộng hơn.
Nhận xột:
- Ưu điểm : đõy là một hệ thống cổ điển nhưng vẫn thương được sử dụng bởi : + Đơn giản, dễ điều chỉnh, độ tin cậy cao, ớt phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ của mụi trường.
+ Điện ỏp ra bằng phẳng gần như khụng cú súng hài bậc cao.
+ Dải điều chỉnh D = 10/1 ữ 30/1. Khi sử dụng cỏc biện phỏp ổn định tốc độ dải điều chỉnh tốc độ cú thể đạt D = 100/1 ữ 200/1.
+ Hệ thống điều chỉnh tốc độ vụ cấp ( điều chỉnh trơn): ϕ→ 1.
+ Ưu điểm nổi bật của hệ F – Đ là do khụng cú phần tử phi tuyến nào nờn hệ cú những đặc tớnh động rất tốt, rất linh hoạt khi chuyển cỏc trạng thỏi làm việc. Do vậy thường sử dụng hệ truyền động F – Đ ở cỏc mỏy khai thỏc trong cụng nghiệp mỏ.
+ Cú thể điều chỉnh tốc độ từ cả hai phớa: kớch thớch mỏy phỏt F và kớch thớch động cơ Đ đảo, chiều quay bằng cỏch đảo chiều dũng kớch thớch mỏy phỏt, hóm động năng khi dũng kớch thớch mỏy phỏt bằng khụng, hóm tỏi sinh khi giảm tốc độ hoặc khi đảo chiều dũng kớch từ, hóm ngược ở cuối đoạn hóm tỏi sinh khi đảo chiều hoặc khi làm việc ổn định với mụmen tải cú tớnh chất thế năng v.v …
- Nhược điểm :
+ Nhược điểm quan trọng nhất của hệ F – Đ là dựng nhiều mỏy điện quay, trong đú ớt nhất là hai mỏy điện một chiều, gõy tiếng ồn lớn, cụng suất lắp đặt mỏy ớt nhất gấp ba lần cụng suất động cơ chấp hành.
+ Ngoài ra do cỏc mỏy phỏt một chiều cú từ dư, đặc tớnh từ hoỏ cú trễ nờn khú điều chỉnh sõu tốc độ.