5.I.2. Побудова регулювальних характеристик при регулюванні напругою.

Регулювальні характеристики будуємо за формулою (1.2) при двох значеннях напруги – і. При зміні напруги момент змінюється відповідно пропорції

У нашому випадку .Отже,

Математичні моделі першої і другої регулювальних характеристик будуть мати вигляд

;

Далі переходимо в EXCEL і будуємо природну і регулювальні характеристики в одних осях за правилами роботи в додатку EXCEL.

0	0	0	0
0,1	4,954778	3,991349	3,145891
0,2	6,957482	5,604638	4,417449
0,3	7,579707	6,105875	4,812513
0,4	7,592648	6,1163	4,820729
0,5	7,346939	5,918367	4,664723
0,6	7,001297	5,639933	4,445268
0,7	6,62809	5,339295	4,208311
0,8	6,260092	5,042852	3,974662
0,9	5,911484	4,762029	3,753323
1	5,587583	4,501109	3,547672

Рис.5.1.2. Механічні характеристики АД при регулюванні напругою

Висновки: Початковий пусковий момент двигуна (s=1) при номінальній напрузі дорівнює 5,5 Нм. При зниженні напруги на 10% він знизився до 4,5 Нм, майже на 20%. При зниженні напруги на 20% пусковий момент знизився до3,5 Нм, тобто на 36%. Крім того, при зниженні напруги зростає ковзання і пропорційно зростають втрати потужності. Отже, регулювання частоти обертання ротора зміною напруги є неефективним.

5.І.3. Побудова регулювальних характеристик ад при регулюванні напруги і частоти.

Попереднє дослідження показало, що регулювання напругою є неефективним, бо при зменшенні напруги зменшується момент двигуна і зростають втрати потужності. Напруга, частота струму і магнітний потік статора пов’язані між собою залежністю (5.22) з [1].

U_ф » Е_ф = 4,44N₁Ф_m·f ₀

де N₁ – число витків обмотки статора.

Якщо частоту обертання ротора регулювати зміною частоти струму відповідно з

формулою , то при зменшенні частотиf₀ буде зменшуватися напруга, а щоб

цього уникнути, необхідно збільшувати потік Ф. Зростання потоку призводить до насичення магнітопроводу і зростання втрат потужності. Отже, щоб втрати були мінімальними, значення потоку потрібно підтримувати постійним і оптимальним. Запишемо попередню формулу у вигляді

.

Звідси випливає, що , якщо. А це можливо, якщо при регулюванні частоти струму одночасно регулювати напругу.

При роботі двигуна в номінальному режимі маємо При регулюванні за вказаним законом змінимо напругу до 0,75=165 В і частотуГц. Маємопри синхронній частоті АД; об/хв. При номінальному навантаженні і номінальному ковзанні частота ротора об/хв.

Наступну характеристику отримаємо при об/хв. При номінальному навантаженні і номінальному ковзанні частоту ротора маємо

об/хв.

І останню характеристику отримаємо при об/хв.;об/хв.

Заходимо в EXCEL і будуємо природну механічну характеристику так, як описано це в етапі І, але значення у шкалі ковзань встановлюємо наступні:0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0. Наступну характеристику будуємо аналогічно, тільки формулу (1.4) записуємо у клітинці D2, а значення ковзання – у клітинки С2 і нижче. Тим же способом будуємо інші характеристики. В результаті отримуємо таблицю і графіки, зображені на рис.1.4.

0	0
0,25	7,379209	0	0
0,5	7,346939	0,25	7,379209	0	0
0,75	6,442267	0,5	7,346939	0,25	7,379209	0	0
1	5,587583	0,75	6,442267	0,5	7,346939	0,25	7,379209
		1	5,587583	0,75	6,442267	0,5	7,346939
				1	5,587583	0,75	6,442267
						1	5,587583

Рис.1.4. Природна і регулювальні характеристики АД 4АА80АКУ3 при регулюванні за законом

Висновки: При частотному регулюванні за законом крутний момент двигуна не змінюється і ковзання не змінюється. При номінальному навантаженні двигун працює з незмінним номінальним ковзанням, а значить і з номінальним ККД в широкому діапазоні частоти обертання. Частота обертання ротора змінюється зміною частоти струму. Система регулювання може бути розімкненою програмною.