49-96 / 54 ГЭУ с ПЧ в цепи главного тока

Б-80 ГЭУ с ПЧ в цепи главного тока

Изменяющийся по частоте ток приводит к изменению угловой скорости поля статора в результате пропорционально изменяется угловая скорость ротора. Плавное изменение частоты тока статора и широкий диапазон ее изменения позволяют плавно изменять угло­вую скорость АД в широких пределах.

Момент асинхронного двигателя зависит от значения магнитного потока Ф в воздушном зазоре и угла \|/₂. Значение магнитного потока зависит от отношения на­пряжения к частоте U/f; поэтому, регулируя вместе с частотой значение напряжения, можно изменить магнитный поток и вращаю­щий момент АД. При регулировании можно получить различные механические характеристики АД. Если, то магнитный поток статораследовательно, критический момент М_кр

асинхронного двигателя остается неизменными при различных частотах тока статора (рис.) Используется при Если в процессе регулирования частоты тока напряже­ние ТПЧ не изменять, то с увеличением частоты тока значение критического момента АД уменьшается (рис).

Пуск АД проводят при уменьшенной частоте и по мере его ускорения частоту тока, подаваемого на статор, увеличивают. При малой частоте уменьшается индуктивное сопротивление ротора Х₂ = 2nf₂L₂ (при пуске), увеличивается

cos\|/₂ и соответственно пусковой момент АД имеет увеличенное значение по сравнению с тем значением момента, если бы на статор подавался ток номинальной частоты ( рис.). Увеличенный пусковой момент способствует большему ускорению ротора АД и уменьшает время пуска.В последующем для увеличе­ния угловой скорости ротора АД до номинальной частоту тока статора постепенно увеличивают.Если в процессе ускорения враще­ния ротора частоту увеличивать медленно, то при работе на каждой частотной характеристике АД достигает угловой скорости на ее рабочей части и переход на большую скорость не сопровождается большими бросками тока. Такой частотный пуск называется «мяг­ким». При «мягком» пуске АД потери энергии и потребляемая энергия сравнительно невелики, но увеличивается время пускового процесса. Если скорость изменения частоты тока статора боль­шая, то ротор АД не успевают достичь скорости, соответствующей критическому скольжению, и переход с одной частотной характеристики на другую происходит в области их неустойчивых частей. Такой режим частотного пуска, характерный большими значениями тока и потерь, называют «жестким».

В ТПЧ наиболее рационально устанавливать такую скорость изменения частоты тока, при которой переход с одной частотной механической характеристики на другую будет происхо­дить при максимальных моментах, т.е. при s = s_K

Частотное управление асинхронными двигателями является наи­более экономичным способом управления двигателями переменного тока.

Современный частотный электропривод, независимо от его мощно­сти и назначения, целесообразен только в том случае, если а, д, питается от статического тиристорного преобразователя частоты.

Различают 2 основных типа статических ПЧ: с промежуточным выпрямлением (со звеном постоянного тока) и с непосредственной связью. Схема приведена на рис.Она включает неуправляемый выпрямитель В, преобразующий переменное напряже­ние постоянной частоты в напряжение постоянного тока, и автоном­ный инвертор АИ преобразующий постоянный ток и переменный из­меняющейся частоты. Система управления СУ инвертора обеспечивает соответствующее изменение' частоты выходного напряжения, питаю­щего асинхронный двигатель.

Достоинством ПЧ со звеном постоянного тока является возможность плавного регулирования частоты с понижением и с повышением час­тоты питающей сети., Большие потери из-за двукратного преоб­разования энергии являются недостатком .

В непосредственных преобразователях частоты напряжение постоянной частоты непосредственно преобразуется в выходное напряжение другой регулируемой или нерегулируемой частоты. Принцип действия ПЧ можно рассмотреть на примере трехфазно-однофазного преобразователя (рис). Он состоит из двух групп тиристоров, осуществляющих однополупериодное выпрямление трех­фазного тока, протекающего через нагрузку z_H.

Когда открыта I группа тиристоров, ток через нагрузку течет сни­зу вверх, а когда открыта II группа — сверху вниз. Поочередным открытием обеих групп в течение одинаковых промежутков времени в нагрузке создается переменный ток.

Время включения одной группы тиристоров и определяет период преобразованного напряжения. Следовательно, частота преобразован­ного напряжения в первом случае будет большей, чем во втором.