Как и любой другой электропривод, привод постоянного тока нуждается в электроснабжении. Но общепромышленных сетей постоянного тока в нашей стране просто не существует, также как нет и единого стандарта на номинальное напряжение таких сетей. Такая вот ситуация: привод имеется, двигатели промышленностью выпускаются, а сетей и стандартов нет – каждый решает проблему как может.

Например, для питания тягового электропривода электрического транспорта может быть построена целая серия тяговых подстанций на силовых полупроводниковых преобразователях. На железнодорожном транспорте подобные преобразователи устанавливаются буквально на каждую единицу. Получается, что при контактной сети переменного тока каждый локомотив – сам себе тяговая подстанция.

Но это транспортный электропривод. Стационарные промышленные установки, такие как, например, карьерный шагающий экскаватор, в тяговых подстанциях не нуждаются. Сегодня электроприводы таких установок и механизмов также массово оснащаются управляемыми тиристорными преобразователями.

Но еще не так давно силовая полупроводниковая техника была непозволительной роскошью для стационарных электроприводов. Тем более, что совокупная мощность приводов того же экскаватора может достигать нескольких мегаватт, а номинальные токи рабочих двигателей могут исчисляться тысячами ампер.

При таких мощностях желательно организовать электроснабжение экскаватора напряжением высокого значения, чтобы избежать больших потерь, а полупроводники для работы в таких условиях имеют высокую стоимость и не особенно надежны.

Итак, питающая сеть – «переменка» 6 или 10 кВ, а нам надо включить электроприводы постоянного тока, рассчитанные на разное напряжение постоянного значения (от 300 до 900 вольт). Традиционный выход из ситуации – установка электромашинного преобразовательного агрегата.

Электромашинный преобразовательный агрегат – это сложное устройство, состоящее из гонного приводного электрического двигателя, генератора-возбудителя и генераторов постоянного тока в количестве, как правило, трех штук. Все эти электрические машины устанавливаются на общей сварной металлической платформе. Механический вал у них также общий, поэтому габариты агрегат в осевом направлении имеет внушительные.

В качестве главного приводного двигателя чаще всего применяются синхронные двигатели с пусковой асинхронной короткозамкнутой обмоткой. При мощности агрегата менее 1 МВт может использоваться «асинхронник», запускаемый при пониженном напряжении. Номинальное линейное напряжение двигателя, обычно составляет 6 кВ.

Возбуждение генераторов постоянного тока может быть и независимым, и смешанным. Цепь возбуждения генераторов может получать питание от отдельного источника или возбудителя в составе агрегата. Каждый генератор питает свой, отдельный привод, поэтому и номинальное напряжение генераторов обычно разное.

Зачастую один или два привода экскаватора являются двухдвигательными. Тогда их якорные цепи соединяются последовательно, а номинальное напряжение генератора соответствует двойному номинальному напряжению одного двигателя.

Регулирование скорости вращения двигателей приводов, получающих питание от электромашинного преобразовательного агрегата, осуществляется обычно по цепи возбуждения соответствующих генераторов. Таким образом, генераторы играют роль электромашинных усилителей, воспринимающих слабый сигнал управления по цепи возбуждения и преобразующих его в ток якоря или якорей рабочих двигателей.

Итак, электромашинный преобразовательный агрегат позволяет при относительной простоте своей конструкции легко запитать несколько разных приводов постоянного тока от высоковольтной сети, а кроме того – осуществлять эффективное управление ими.