4.4 Асинхронный электропривод с частотным регулировани­ем скорости

Возможность частотного регулирования скорости асинхрон­ного двигателя-регулирование путем изменения частоты пи­тающего напряжения – вытекает из того обстоятельства, что ско­рость вращения электромагнитного поля статора пропорциональ­на частоте питающего напряжения

(6.2)

Следует также учесть, что поскольку с изменением частоты питающего напряжения изменяется и величина потока двигателя Ф₁

(6.3)

то в большинстве случаев одновременно с изменением частоты питающего напряжения необходимо регулировать и его амплитуду. Необходимость регулирования напряжения при уменьшении частоты вниз от номинальной связана с тем, что из-за уменьшения индиви­дуального сопротивления обмоток двигателя ток намагничивания будет возрастать, что приведет к насыщению магнитопровода двигателя и его перегреву. Регулирование напряжения следует производить та­ким образом, чтобы скольжение двигателя было минимальным.

Рис.6.2. Схема вклю­чения асинхронного двигателя с питанием

от преобразователя частоты

Для реализации способа частотного регулирования асин­хронный короткозамкнутый двигатель включается в питающую сеть с параметрами U_c и f_cчерез преобразователь частотыUF(см.рис.6.2). В качестве преобразователей частоты в настоящее время используются, в основном, полупроводниковые преобразо­ватели частоты.

Существующие вентильные регулирование скорости изменением частоты реализуется с помощью полупроводниковых преобра­зователей частоты которые мож­но разделить на две группы:

1 – преобразова­тели с непосредствен­ной связью питающей сети и нагрузки, сокращенно НПЧ;

2 – преобразова­тели частоты с промежуточным зве­ном постоянного тока.

Преобразователь частоты с непосред­ственной связью включается в статорную цепь асинхронного двигателя и служит для преобразования напряжения стандартной частоты в регулируемое в определенных пределах напряжение по величине и частоте.

Преобразователи частоты с непосредственной связью обычно представляют собой три согласованно работающих реверсивных тиристорных преобразователя постоянного тока. Блок схема не­посредственного преобразователя частоты представлена на рис.6.7.

Рис.6.7. Блок-схема преобразователя час­тоты с непосредственной связью

Каждая фаза асинхронного двигателя питается от своего ре­версивного преобразователя.

Преобразователи частоты с не­посредственной связью по схеме рис.6.7 дают воз­можность при час­тоте питания 50Гц получать выход­ную частоту в пределах 0-20Гц. По­этому асинхронные электроприводы данного типа чаще всего применяются для тихоходных безредукторных электроприводов средней и большой мощности.

Основным дос­тоинством преобразователей частоты с непосредственной связью является естест­венная коммутация вентилей под действием напряжения питаю­щей сети, как это происходит в управляемых тиристорных преобразователях (выпрямителях), используемых в приводе посто­янного тока. Благодаря возможности перевода преобразователя из выпрямительного в инверторный режим, в рассматриваемых схемах возможно торможение асинхронного двигателя с отдачей энергии торможения в сеть (рекуперативное торможение). Меха­нические характеристики асинхронного электропривода с преоб­разователем частоты с непосредственной связью показаны на рис.6.9.

Рис.6.9. Механические характеристики электропривода НПЧ-АД