Частотное регулирование АД. Основные законы частотного регулирования

Частотное регулирование АД. Основные законы частотного регулирования

Чтобы проанализировать влияние изменение напряжения и частоты питающей сети на вид механической характеристики АД, необходимо выяснить влияние U_1Ф, и f на критический момент Мк, критическое скольжение Sк и скорость двигателя. Влияние напряжения. Из приведенного ранее соотношения (1.35) следует, что изменение напряжения питающей сети не сказывается на величине Sк, которая остается неизменным при всех значениях напряжения U₁ сети, то есть

Величина скорости идеального холостого хода также же не зависит от величины напряжения:

Критический момент АД, как видно из (1.36 ), будет пропорционален квадрату U_1Ф:

Поэтому в соответствии с уравнением Клосса (1.37 ) любые два значения моментов АД (М1 и М2 ) будут подчиняться соотношению

, (1.48 )

а механические характеристики АД будут иметь вид, показанный на рис. 1.12.

Рисунок 1.12

Влияние частоты сети. Изменение частоты сети f приводит к изменению щ₀, Sк и Мк. В соответствии с указанными выше соотношениями

(1.49 )

(1.50)

(1.51)

(1.52)

Таким образом, с изменением частоты напряжения сети пропорционально меняется скорость двигателя, обратно пропорционально частоте меняется критическое скольжение АД.

Критический момент АД меняется при этом обратно пропорционально квадрату частоты. Механические характеристики АД при изменении частоты сети показаны на рис. 1.13 и 1.14.

Рисунок 1.13 Рисунок 1.14

Необходимо отметить, что указанный выше пересчет щ₀, Sк и Мк справедлив лишь при незначительном (на 5-10 Гц) изменении частоты от номинального значения f_н=50 Гц так как с изменением частоты меняется магнитный поток двигателя ( )

Поэтому пересчет справедлив лишь в пределах небольшого изменения насыщения магнитной системы АД. При частотном регулировании скорости АД, когда частота напряжения на статоре меняется в значительных пределах (5-80 Гц ), общие закономерности изменения механических характеристик остаются прежними, но реальные характеристики получают экспериментальным путем (например, для рольганговых АД).

Для того, чтобы при частотном регулировании скорости перегрузочная способность двигателя по моменту осталась неизменной ( , следовательно и М_k=const, необходимо одновременно с изменением частоты осуществлять в той же пропорции изменение напряжения на статоре АД. Из (1.51 ) видно, что критический момент двигателя останется неизменным при

(1.53)

Соотношение (1.53) - один из возможных законов частного регулирования скорости АД, который реализуется при постоянной статической нагрузке (Mc=const). В последующих разделах курса теории электропривода будут рассмотрены и другие возможные законы частотного регулирования скорости АД. Механические характеристики АД при выполнении закона (1.53 ) показаны на рис.1.15.

Рисунок 1.15

Определение продолжительности переходных процессов в различных режимах.

Уравнения (4.1) и (4.2)

(4.1)

(4.2)

позволяют определить продолжительность переходных процессов, например при реостатном пуске. Имеем:

Откуда

. (4.3)

При расчете времени торможения (рис. 4.2) начальная скорость равна установившейся скорости предшествующего двигательного режима. Конечная скорость в большинстве случаев , а определяется как точка пересечения продолжения тормозной характеристики с механической характеристикой механизма (точка А на рис. 4.2)