7.22. Законы регулирования электропривода с частотным управлением

. Если приU₁=constf₁уменьшается,Фвозрастает,I_возрастает, тоI₁увеличивается иI₁>I_1ном.

Закон М.П. Костенко:

.

Регулирование при постоянном моменте: М=М_н, тогда, следовательно=const,, поэтомуФ=const.

Регулирование при постоянной мощности:

f₁возрастает,Фуменьшается.

Возможны и другие законы регулирования, например, вентиляционный, , закон регулирования по максимуму КПД и т.д.

7.23. Расчет механических характеристик частотно-регулируемого

асинхронного двигателя

Для большинства приводов разгон осуществляется при постоянном моменте, т.е. до некоторого значения частоты вращения осуществляют регулирование частоты f₁иU₁, затем регулирования частоты вращения производят только частотойf₁(при этом электромагнитная мощность и напряжениеU₂постоянны). Поддержание постоянства мощности при регулировании частоты вращения обеспечивает система управления, задающая частотуf₁с заданным превышением над частотой ротораf₂, т.е..

Методика построения механических характеристик

Расчет начинают с характеристики U₁=U_1нР_эн.

1. Электромагнитная мощность:

Р_ЭМн=Р₁Р_э1нР_сн,

где Р₁=3U₁I₁cos₁;Р_э1нноминальные потери в обмотке статора,Р_сн– номинальные потери в стали статора.

2. Электромагнитный момент:

.

3. Магнитный поток:

.

4. Частота тока

,

где r₂– неприведенное активное сопротивление фазы ротора,К_в=1,1 – коэффициент формы поля.

5. Частота вращения ротора

.

6. Момент на валу:

,

где Р_э2н– номинальные потери в обмотке ротора,

Р_{мех н}– номинальные механические потери,

Р_{дп н}– номинальные добавочные потери.

Расчет точки 2Р_эн:

1. Задаемся .

2. Определяем синхронную частоту вращения

.

3. Электромагнитный момент

.

4. Магнитный поток

.

5. Частота тока ротора

.

6. Частота вращения ротора

.

7. Приведенный ток ротора

.

8. Основные потери в обмотке ротора

.

9. Механические потери

.

10 .Добавочные потери

11. Момент на валу

.

Далее, задаваясь , определяем точки 3, 4, 5.

Таким образом имеем:

Д

1

2

3

4

5

ля построения следующей характеристики задаемся значением электромагнитной мощности, отличной от номинальной, т.е.. Определяем частотуf₁для точкиА₁:

,

а затем значение напряжения для расчетной характеристики

.

Далее расчет аналогичен предыдущему (для тока).

7.24. Статические преобразователи частоты

В качестве источников питания частотно-регулируемых АД до появления полупроводниковых преобразователей использовались схемы электромеханических преобразователей частоты, например:

Низкий КПД, большая стоимость, эксплуатация. Такие системы применялись в основном для агрессивных сред, т.е. где ДПТ не мог быть применен.

Разработка силовых полупроводниковых приборов (транзисторы, тиристоры, семисторы) обусловила создание статических преобразователей частоты. В качестве статического преобразователя частоты наибольшее распространение получили два типа: автономный инвертор со звеном постоянного тока и непосредственный преобразователь частоты.

7.25. Вентильный двигатель со звеном постоянного тока

Особенностью частотного регулирования СД является возможность выпадания из синхронизма.

Якорь (статор)

N

S

п1

N

S

п1

п1= п2

п1= п2

п1= п2

Ротор (индуктор)

S

N

 п2

S

N



=0

угол нагрузки

=90

=90

генератор

двигатель

Поэтому вводят самосинхронизацию

п

Т1-Т6Т1-Т4

ри которой в преобразователь частоты поступают сигналы от датчика положения ротора и напряжение на фазу подается всегда при<90. Такие двигатели называются вентильными.

i_d=i_a, но I_dI_аф.

Электромагнитный момент может быть вычислен с точки зрения теории ДПТ и теории СД.

Теория ДПТ.

К_инвопределяется углом опережения(угол регулирования). ОбычноК_инв=0,50,8.

R_a=2r_ф– во внекоммутационных режимах,

R_a=1,5r_ф– во время коммутации.

Принимают R_a1,85r_ф.

.

При К_инв=constимеем

.

Напомним, для ДПТ .

Теория СД.

Мощность на валу

.