Изменение частоты источника питания

В качестве таких источников питания в настоящее время начали находить применение преобразователи частоты (ПЧ), выполняемые на мощных полупроводниковых приборах – тиристорах. Из уравнения трансформаторной ЭДС следует, что для сохранения неизменным магнитного потока, т.е. для сохранения перегрузочной способности двигателя, необходимо вместе с частотой изменять и действующее значение подведенного напряжения. При выполнении соотношения, критический момент не изменяется и получается семейство механически характеристик.

Достоинства этого способа: плавное регулирование, возможность повышать и понижать частоту вращения, сохранение жесткости механических характеристик, экономичность. Основной недостаток – требуется преобразователь частоты, т.е. дополнительные капитальные вложения.

Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимости скольжения , числа оборотов ротора, развиваемого момента, потребляемого тока, расходуемой мощности, коэффициента мощностии к.п.д. η от полезной мощностина валу машины. Эти характеристики снимаются при естественных условиях работы двигателя, т.е. двигатель нерегулируемый, частотаи напряжениесети остаются постоянными, а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

а) Скольжение ().При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастет, причем при больших нагрузках скольжение увеличивается несколько быстрее, чем при малых.

б) Скорость вращения ротора (). Так как при увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастает, то число оборотов будет уменьшаться. Однако изменение скорости вращения при увеличении нагрузки от 0 до номинальной очень незначительно и не превышает 5%. Поэтому скоростная характеристика асинхронного двигателя является жесткой - она имеет очень малый наклон к горизонтальной оси.

в) Развиваемый момент .Вращающий момент, развиваемый двигателем , уравновешен тормозным моментом на валуи моментом, идущим на преодоление механических потерь, т. е.

При холостом ходе двигателя вращающий момент равен . С увеличением нагрузки на валу этот момент также увеличивается, причем за счет некоторого уменьшения скорости ротора ().

г) Потребляемый ток .Сила тока потребляемого двигателем из сети, неравномерно изменяется с увеличением нагрузки на валу двигателя. При холостом ходемал и ток имеет большую реактивную составляющую и очень малую активную составляющую. При малых нагрузках на валу двигателя активная составляющая тока статора меньше реактивной составляющей, а потому изменение нагрузки, т. е. изменение активной составляющей тока, вызывает незначительное изменение силы тока(определяющейся в основном реактивной составляющей). При больших нагрузках активная составляющая тока статора становится больше реактивной и изменение нагрузки вызывает значительное изменение силы тока.

д) Расходуемая мощность . Графическая зависимость потребляемой двигателем мощностиизображается почти прямой линией, незначительно отклоняющейся вверх при больших нагрузках, что объясняется увеличением потерь в обмотках статора и ротора с возрастанием нагрузки.

е) Коэффициент мощности Изменение коэффициента мощности при изменении нагрузки на валу двигателя происходит следующим образом. При холостом ходемал (порядка 0,2), так как активная составляющая тока статора, обусловленная потерями мощности в машине, мала по сравнению с реактивной составляющей этого тока, создающей магнитный поток. При увеличении нагрузки на валувозрастает (достигая наибольшего значения 0,8-0,9) в результате увеличения активной составляющей тока статора. При очень больших нагрузках происходит некоторое уменьшение, так как вследствие значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе возрастает реактивное сопротивление обмотки ротора.

ж) к.п.д. (). При холостом ходе η=0. С увеличением нагрузки на валу двигателя КПД резко увеличивается, а затем уменьшается. Наибольшего значения КПД достигает при такой нагрузке, когда потери мощности в стали и механические потери, не зависящие от нагрузки, равны потери мощности в обмотках статора и ротора, зависящим от нагрузки.