Законы частотного регулирования

Вентильно-электромашинный преобразователь частоты

Электромашинный асинхронный преобразователь частоты

Электромашинные преобразователи частоты с использованием синхронного генератора

Законы частотного регулирования

Вопросы

Электромашинные преобразователи частоты

Частотное регулирование скорости значительно расширяет возможности асинхронных электроприводов в различных отрас­лях промышленности и сельского хозяйства.

Возможность изменения скорости АД при регулировании частоты f₁ следует непосредственно из выражения ω_o=2π f₁ /р. Из которого видно, что синхронная скорость АД прямо пропор­циональна частоте питающего напряжения. При регулировании частоты возникает также необходимость регулирования напряже­ния источника питания. Действительно, ЭДС обмотки статора АД пропорциональна частоте и потоку

Е₁=kФf₁.

Из приведенного выражения следует, что при неизменном напряжении источника питания U₁ и регулировании его частоты меняется магнитный поток АД. В частности, уменьшение час­тоты f₁ приводит к возрастанию потока и, как следствие, к на­сыщению машины и увеличению тока намагничивания, что связано с ухудшением энергетических показателей двигателя, а в ряде случаев и к его недопустимому нагреву. Увеличение частоты f₁ приводит к снижению потока двигателя, что при постоянном моменте нагрузки на валу в соответствия с выражением М= kФI₂cosφ₂ приводит к возрастанию тока ротора, т.е. к перегрузке его обмоток по току при недоиспользованной стали. Кроме |того, с этим связано снижение максимального момента и перегрузочной способности двигателя.

Для наилучшего использования АД при регулировании ско­рости изменением частоты необходимо регулировать напряжение, одновременно в функции частоты и нагрузки.

Обычно при регулировании выше основной скорости частота источника питания превышает номинальную не более чем в 1,5 - 2 раза. Указанное ограничение обусловлено прежде всего прочностью крепления обмотки ротора.

Регулирование скорости вниз от основной, как правило, осу­ществляется в диапазоне 10 ÷ 15. Нижний предел частоты ограни­чен сложностью реализации источника питания с низкой часто­той, возможностью неравномерности вращения и рядом других факторов. Таким образом, частотное регулирование скорости АД может осуществляться в диапазоне 20 ÷ 30. Из всего многообразия зависимостей Мс(ω) в теории элек­тропривода обычно рассматриваются три наиболее часто встре­чающиеся типа статических нагрузок и закона частотного регулирования (рис. 1):

1) момент статической нагрузки не зависит от скорости

x=0; Mc=const; закон - (U1/f1) =const;

2) при регулировании скорости мощность на валу остается

постоянной

Pc=const; x= -1; закон - ;

3) идеализированная вентиляторная нагрузка

x=2; закон - (U1/f1²)=const.

а)

	б)

	в)

Рисунок 1 - Механическиехарактеристики АД при частотном регулировании скорости: а) при Mc=const; б) при Pc=const; в) при вентиляторной нагрузке