Подставляя (8.78) в (8.77), а затем в (8.75), получим

(8.79) откуда (8.80)

Обозначим (8.81) (8.82)

тогда получаем окончательное выражение механической характеристики дви­гателя в системе ИРС – АД:

(8.83)

где w_о,з - скорость идеального холостого хода АД в замкнутой системе (фиктивная величина), b_з,с - модуль жесткости механической характеристики в замкнутой системе.

Таким образом, в пределах действия замкнутой системы механические характеристики АД являются линейными (рис.8.10). Работа АД в системе ИРС – АД ограничивается тремя прямыми: 1 – соответствующей g=0; 2 – соответствующей g=1 и 3 – соответствующей максимальному моменту М_стоп , определяемому предельным значением выпрямленного тока ротора I_d,з . Выбором коэффициентов К_ос , К_рс , К_от можно получить необходимый модуль жесткости b_з,с механической характеристики в замкнутой системе. Добавочное сопротивление R_2д в фазе ротора следует выбирать таким, чтобы пусковой момент на характеристике 1 был меньше или равен минимальному статическому моменту М_с.min электродвигателя. Это условие можно записать в виде (8.84)/ где (8.85) / (8.86)

М_к – критический момент АД, s_к.max , s_ке – критические скольжения АД соответственно для характеристики 1 и для естественной характеристики, R_2,0 – активное сопротивление одной фазы обмотки ротора.

На основании (8.84) – (8.86) определяем добавочное сопротивление R_2д в фазе ротора

(8.87) / (8.88) (8.89)

Для трехфазной мостовой схемы выпрямления (8.90) / тогда (8.91)

С использованием эквивалентной схемы АД для цепи выпрямленного тока можно найти более точное значение сопротивления R_д : (8.92)

При постоянной величине выпрямленного тока ротора I_d на полупроводниковом ключе ПК в момент расшунтирования сопротивления R_д появляется напряжение (8.93)

которое может существенно превышать линейное номинальное напряжение ротора U_2ном. Оценим величину этого напряжения для номинального тока, обозначив

(8.94) номинальное сопротивление АД (8.95)

и активное сопротивление R_2,0 фазы ротора связаны соотношением

можем определить напряжение U_пк при номинальном токе в виде:

Из (8.97) находим превышение напряжения U_пк над номинальным напряжением ротора

(8.98)

Если взять М_с.min=0,2М_ном , то для крановых электродвигателей серии 4MTF(H) можно найти: а) для мощности 3,7 кВт: s_u=8; U_пк=1520 В; б) для мощности 160 кВт: s_u=6,5; U_пк=2650 В. Наличие импульсов напряжения выше 1000 В вносит свои особенности в эксплуатацию системы электропривода ИРС – АД.

Система ИРС – АД обеспечивает получение жестких механических характеристик в достаточно большом диапазоне скоростей. В этом состоит ее отличие от реостатного регулирования АД с дискретным изменением ступеней сопротивления. По энергетическим показателям и допустимому моменту она полностью соответствует ступенчатому реостатному регулированию. Потери мощности здесь даже несколько больше из-за пульсаций тока и наличия высших гармоник.