Регулирование частоты и напряжения при частотном способе регулирования скорости АД.

Применение частотного регулирования скорости значительно расширяет возможности использования асинхронного ЭП. Этот способ обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне. Обычно при регулировании выше основной скорости частота ИП превышает не более чем в 1, 5..2 раза номинальной частоты. Большие частоты не применяются и это обусловлено прочностью крепления обмоток ротора. Регулирование вниз от основной скорости осуществляется в диапазоне 10..15. нижний предел частоты ограничен сложностью реализации ИП с низкой частотой. Таким образом, диапазон регулирования скорости при частотном регулировании составляет 20..30. Получаемые механические характеристики обладают высокой жесткостью и при регулировании скорости не происходит повышение мощности. Поэтому при этом способе регулирования потери мощности оказываются небольшими. В связи с чем частотный метод является экономичным. При регулировании частоты возникает необходимость регулирования напряжения ИП. ЭДС обмотки статора АД пропорциональна частоте (f) и потоку (Ф):

Пренебрегая потерями напряжения на обмотке статора можно записать:

Из последнего выражения следует, что при неизменном напряжении ИП и регулировании частоты изменяется поток (Ф) АД, в частности снижение частоты приводит к повышению потока (Ф), и как следствие к насыщению машины, что приводит к увеличению тока намагничивания и ухудшению энергетических показателей. Увеличение частоты приводит к снижению потока (Ф) двигателя, что при постоянном моменте приведет к увеличению тока ротора и перегреву его обмоток. Из сказанного следует, что для наилучшего использования АД при регулировании скорости изменением частоты необходимо одновременно регулировать напряжение в функции частоты и нагрузки. Регулирование напряжения в функции нагрузки может осуществляться, как правило, в замкнутых системах. При выборе соотношения между частотой и напряжением обычно исходят из условия сохранения перегрузочной способности, что определяется отношением М_кр двигателя к М_с (моменту нагрузки):

Из данного выражения и формулы Клосса следует, что для каждых 2-х значений частоты (f_1i и f_1k) должно соблюдаться следующее соотношение:

Из последнего выражения получаем основной закон изменения напряжения при частотном способе регулирования:

С помощью выражения (1) могут быть получены частные законы изменения напряжения и частоты при любых зависимостях М_с от скорости:

т.е. напряжение на статоре должно изменяется пропорционально частоте. При Р₂=const:

т.е напряжение ИП должно изменяться пропорционально . При вентиляторной нагрузке:

т.е. напряжение ИП должно изменяться пропорционально .

30. Преобразователи частоты (электромагнитный ПЧ, ПЧ с непосредственной связью, ПЧ со звеном постоянного тока).

В качестве преобразователя частоты можно применять электромашинные преобразователи или полупроводниковые устройства. Рассмотрим электромашинный преобразователь частоты:

ГПТ – генератор постоянного тока; ОВ1 – обмотка возбуждения ГПТ; ОВ2 – обмотка возбуждения двигателя постоянного тока; ОВГ – обмотка возбуждения синхронного генератора.

Двигатель АД питается от сети с постоянной частотой 50 Гц и вращает ГПТ. ГПТ вырабатывает напряжение постоянного тока, величина которого регулируется резистором R1. Скорость ДПТ регулируется как по напряжению от генератора, так и по потоку с помощью резистора R2, следовательно меняется и частота вращения СГ, частота и напряжение на выводах которого определяются:

ω _СГ – скорость вращения СГ; Р – число пар полюсов. Величина напряжения на выводах СГ регулируется с помощью R3. Электромашинному преобразователю присущи существенные недостатки: - необходимы 4 машины, рассчитанные на полную мощность потребителей; - невысокий КПД; - повышенный шум;

- большая инерционность.

В настоящее время большое распространение получили статичные преобразователи частоты. Все статичные преобразователи частоты могут быть разделены на 2 группы:

1) ПЧ с непосредственной связью питающего напряжения и нагрузки;

2) ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока.

а) схема ПЧ с непосредственной связью; б) схема ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока. СУ – система управления (СИФУ); НПЧ – непосредственный преобразователь частоты; УВ – управляемый выпрямитель; УИ – управляемый инвертор; СУВ – система управления выпрямителем; СУИ – система управления инвертором.

В НПЧ происходит преобразование переменного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты и величины. В ПЧ со звеном постоянного тока переменное напряжение в постоянное регулируемой величины. Далее инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное с регулированием частоты.

 

31. Схема автоматизации и управления пуском ЭП по принципу времени.

 

 

Схема управления содержит кнопки управления (SB1) (пуск), (SB2) (стоп), контактор (КМ1), обеспечивающий подключение ДПТ к сети; контактор усиления (КМ2) служащий для закорачивания пускового резистора (Rд).

В качестве датчика (t) в схеме используются электромагнитное реле (КТ).

Работа схемы при пуске происходит следующим образом:

При подаче (U) на схему подается (U) на обмотку возбуждения ДПТ и срабатывает реле (КМ2). Схема подготовлена к пуску.

Пуск осуществляется нажатием кнопки (SB1), в результате чего получает питание контактор (КМ1), который подключает ДПТ к напряжению сети. Двигатель начинает разгон с резистором (Rд) в цепи якоря. Одновременно замыкающий контакт контактора (КМ1) шунтирует кнопку (SB1) и она может быть отпущена. Одновременно (КМ1) размыкает цепь реле времени (КТ). Реле времени, потеряв питание начинает отсчет выдержки времени Δ , соответствующую времени работы ДПТ на искусственной характеристике. Через интервал времени Δ контакт (КТ) замыкается в цепи катушки (КМ2), последняя включается и закорачивает пусковой резистор в цепи якоря. Двигатель выходит на естественную характеристику и продолжит разгон до установленного режима. Переходной процесс тока и скорости имеет 2 участка:

· Соответствует работе ДПТ на искусственной характеристики (реостатной)

· Соответствует работе ДПТ на естественно характеристики.

Изменение скорости, тока и момента от времени происходит по экспоненте.

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: