2.4.7. Исполнительный двигатель с фазовым управлением

Напряжения прямой и обратной последовательностей (как было показано выше):

Рассмотрим работу идеализированного двигателя с фазовым управлением при упрощающем предположении . При этом эффективный коэффициент сигнала , где - угол между векторами и . Так как в данном случае , то из векторной диаграммы (рис. 2.30)

Рис. 2. 30. Векторная диаграмма напряжений управления и возбуждения при фазовом управлении асинхронного двухфазного двигателя.

модуль напряжения прямой последовательности

(2.89)

а обратной последовательности

(2.90)

Так как в данном случае полные сопротивления соответствующих схем замещения равны

;

,

то выражения для токов принимают вид:

(2.91)

Если пренебречь всеми сопротивлениями обмоток, кроме активного сопротивления, то полные сопротивления схемы замещения

(2.92)

В этом случае выражения для токов прямой и обратной последовательностей принимают вид:

(2.93)

2.4.7.1. Механические и регулировочные характеристики идеализированного двигателя

Электромагнитная мощность с учетом выражения для и (2.93):

(2.94)

Следовательно, электромагнитный момент

(2.95)

Принимая за базовую величину момент при круговом вращающемся поле и неподвижном роторе , находим относительное значение момента:

(2.96)

Следовательно,

(2.97)

Рис.2.31. Механические (а) и регулировочные (б) характеристики идеализированного двухфазного асинхронного двигателя при фазовом управлении.

Механические характеристики (рис.2.31а) прямолинейны и параллельны. Наклон их при малых коэффициентах сигналов меньше, чем при амплитудном управлении (пунктирные линии). Это объясняется тем, что при одном и том же коэффициенте сигнала ток обратной последовательности при фазовом управлении больше, чем при амплитудном, вследствие чего, при фазовом управлении будет меньшей и скорость холостого хода.

Данное обстоятельство является существенным преимуществом фазового управления. Особенно ярко это преимущество проявляется при сравнении регулировочных характеристик. Как следует из выражения для регулировочные характеристики идеализированного двигателя при фазовом управлении линейны (рис.2.31б).

Характеристики реального двигателя при фазовом управлении нелинейны, а скорость холостого хода при будет больше, чем у идеализированного двигателя, что обусловлено влиянием индуктивных сопротивлений ротора и статора.

2.4.7.2. Мощность управления

Фазовое управление применяется сравнительно редко из-за большой мощности управления при малом коэффициенте сигнала.

Так при неподвижном роторе полная мощность обмотки управления

, (2.98)

т. е. не зависит от коэффициента сигнала, т. к. амплитудное значение напряжения управления остается неизменным, а обмотки управления и возбуждения электромагнитно не связаны. Другим недостатком фазового управления является сложность регулирования фазы управляющего сигнала.