Регулирование скорости АД изменением частоты питающего напряжения

 

Принцип частотного регулирования заключается в том, что, изменяя частоту f₁ питающего напряжения, можно в соответствии с выражением ω₀ = 2πf₁/р изменять его синхронную скорость ω₀, получая различные искусственные характеристики. Частотное регулирование обеспечивает плавное изменение скорости в широком диапазоне при сохранении постоянства жесткости механических характеристик, а соответственно и скольжения, что обеспечивает его экономичность в связи с малыми потерями скольжения.

Для получения высоких энергетических показателей (коэффициентов мощности и полезного действия, перегрузочной способности) одновременно с изменением частоты необходимо изменять и величину питающего напряжения. При выборе соотношения между частотой и напряжением часто исходят из условия сохранения его перегрузочной способности λ, которая определяется отношением критического момента МК к моменту нагрузки МС:

λ = М_К/М_С = А (U_Ф²/f₁²М_С) = const, (3.32)

где А – постоянная не зависящая от f₁.

 

 

Отсюда вытекает соотношение, определяющее закон частотного регулирования:

 

(3/33)

 

 

При различных характеристиках нагрузки получаем разные законы регулирования частоты.

А) При постоянном моменте нагрузки МС = const

U_Ф/f₁ =const (3.34)

Б) Для вентиляторного момента нагрузки:

U_Ф/f₁² =const (3.35)

В) При моменте нагрузки обратно пропорциональном скорости:

__

U_Ф /√ f₁ = const (3.36)

 

На рис.3.17 приведены механические характеристики АД при выполнении соотношения (3.34).Для частот ниже номинальной критический момент постоянен, что обеспечивает постоянную перегрузочную способность. При частотах выше номинальной, когда напряжение не может быть повышено, критический момент снижается. На практике при уменьшении частоты происходит некоторое снижение критического момента из-за влияния активного сопротивления статора, вызывающего уменьшение магнитного потока, а, следовательно, и снижение ЭДС.

 

 

 

Рисунок 3.17 – Механические характеристики при частотном регулировании.

а– расчетные, б – практические.

 

Для компенсации этого влияния следует с УМЕНЬШЕНИЕМ частоты снижать напряжение в меньшей СТЕПЕНИ, чем это предусмотрено соотношением (3.34).

Преобразователи частоты можно разделить на две группы: машинные и статические. На рис.3.18 представлена схема машинного преобразователя, где ис-

пользуются обычные электрические машины.

Все статические преобразователи могут быть разделены на две группы: 1)ПЧ с непосредственной связью (рис.3.19) и 2) ПЧ со звеном постоянного

тока (рис.3.20). Рассматриваемые ПЧ позволяют плавно РЕГУЛИРОВАТЬ частоту и напряжение, что НЕОБХОДИМО для ИЗМЕНЕНИЯ скорости.

 

Рисунок 3.18 – Электромашинный преобразователь с синхронным генератором.

Рисунок 3.19 – ПЧ с непосредственной связью

Рисунок 3.20 – Схема ПЧ со звеном постоянного тока и инвертора

Для получения качественных статических и динамических характеристик асинхронного электропривода применяют различные обратные связи (по скорости, магнитному потоку и току или их сочетание).