Преобразователь частоты (ПЧ)

Регулировать расход воздуха центробежного вентилятора можно с помощью преобразователя частоты (ПЧ). Преобразователь частоты осуществляет регулирование частоты тока статора электродвигателя вентилятора в зависимости от сигнала задания. Скорость вращения ротора определяется частотой тока статора. В соответствии с теорией электрических машин [5] частота вращения ротора асинхронного электродвигателя изменяется не мгновенно при изменении частоты тока статора. При изменении частоты тока статора возникает переходной процесс, при котором электродвигатель переходит в новое равновесное состояние, характеризующееся новой частотой вращения ротора. Время переходного процесса зависит от суммарного момента инерции вращающихся масс вентилятора и ряда других причин. Поэтому в первом приближении передаточную функцию ПЧ можно записать в виде апериодического звена,

Передаточная функция запишется в следующем виде:

 (2.2)

 

где  – коэффициент преобразователя частоты, К_j – коэффициент передачи, который характеризует степень изменения скорости вентилятора при изменении частоты тока статора двигателя, Т_j – постоянная времени, характеризующая инерционность разгона вентилятора.

определяется по соотношению:

 

 

 

– максимальная частота тока статора, U_{зf max} – максимальное напряжение, подаваемое с устройства управления.

Рассчитаем К_j по формуле:

 

 (2.3)

 

где ω_{В max} – максимальная частота вращения вентилятора, которая равна:

 

.

 

Тогда К_j будет равняться:

 

.

 

Постоянная времени Т_j определяется по выражению  исходя из фактического времени разгона двигателем вентилятора, которое составляет T_разгон =10 сек. Поэтому:

 

, T_J=3 сек.

 

Передаточная функция преобразователя частоты представляется в виде:

 

 (2.4)

 

На рис. 2.9 представлена математическая модель преобразователя частоты и асинхронного двигателя.

Кпч

 Uз_f f ω_В

 

Рис. 2.9 Математическая модель преобразователя частоты и асинхронного двигателя.