Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

двигателей специальной конструкции дает возможность расширить диапазон регулирования за счет увеличения верхнего предела скорости. Нижний предел скорости может быть уменьшен путем введения в схему управления различных обратных связей.

Если при регулировании частоты напряжение изме­ няется таким образом, что Ф = const, то допустимый момент на валу асинхронного двпгателя прп частотном регулировании скорости также будет неизменным

(Л/доп = const).

С-2. ЗАКОН ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ЧАСТОТНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ СКОРОСТИ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

При выборе соотношения между частотой п напряже­ нием, подводимым к статору асинхронного двигателя, чаще всего исходят из условия сохранения перегрузочной способности асинхронного двигателя, т. е. кратности критического момента к моменту статической нагрузки, для любой из регулировочных механических характери­ стик:

X = Y r —const.

МQ

Из (2-54), пренебрегая падением напряжения на об­ мотке статора п учптырая, что .гк = f x п со0 = /х, можно найти:

Ш(Ц'к U

где А — коэффициент, не зависящий от напряжения п частоты.

Тогда для любой частоты / 1;- источника пптания и со­ ответствующей ей угловой скорости coj можно записать:

309

д а т ь с я с о о т н о ш е н и е

Щ} Uи

1ЬМ С К ' ) НкМс (щ )'

Отсюда следует основной закон изменения напряже­ ния при частотном регулировании скорости асинхронного двигателя

_fij л Г М с (со;)

(6-3)

Принимая один из режимов работы двигателя за номи­ нальный, т. е. полагая, например, что при flh = /1Пк за­ жимам обмотки статора приложено номинальное напря­ жение U1U и при этом двигатель развивает номинальный момент, п обозначая fxj = /■, можно основной закон изме­ нения напряжения при частотном регулировании записать в виде

Ux, M c — значения напряжения на статоре и статиче­ ского момента, соответствующие значению регулируемой частоты / 3.

Из полученных выражений следует, что закон измене-' ппя напряжения Ux определяется не только частотой источника питапня /3, по и характером изменения момента статической нагрузки на валу двигателя при изменении угловой скорости. Для многих механизмов зависимость момента статической нагрузки от угловой скорости в зоне регулирования последней может быть представлена в виде степенной функции:

Mc= M a + (Mu- M 0) ( j f J ,

или в относительных единицах.

Mcil! = М 0* + (1 — Mut) С£>|,

где М 0 — момент статической нагрузки при со = 0.

310

Учитывая, что со = / х, а значит, со* = Д*, последнее выражение можно записать в виде

Из всего многообразия зависимостей Мс (со) в теории электропривода обычно рассматриваются три наиболее часто встречающиеся типа статических нагрузок: 1) момент статической нагрузки не зависит от скорости (рис. 6-2, а).

Рис. 6-2. Механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании скорости для случая к = const

ирц М с = const (а), Р с = const (б) и вентиляторной нагрузке (в).

При этом q = 0; Мс = const (Мс* = 1); 2) при регулиро­ вании скорости мощность на валу двигателя остается постоянной (рис. 6-2, б), т. е. здесь Рс — const, q — —1;

М 0 = 0; М с = Pc/со = М нШн/со; Мс* = 1/Д*; 3) идеали­ зированная вентиляторная нагрузка (рис. 6-2, в). В дан­ ном случае М 0 — 0; q — 2; М с = М н (со/а>„)2; Жс* == /(*.

Прдставляя в (6-7). соответствующие значения i¥ 0* и / х*, можно записать для каждого из указанных типов статической нагрузки основной закон изменения напря­ жения при частотном регулировании следующим образом.

п

т. е. при постоянстве момента статической нагрузки напря­ жение источника питания должпо изменяться пропорцио­ нально его частоте.

311

т. е. при постоянстве мощности статической нагрузки напряжение источника питания должно изменяться про­ порционально корню квадратному из значения частоты.

При вентиляторной нагрузке

т. e. при вентиляторной нагрузке напряжение источника питания должно изменяться пронорциоиально квадрату значения частоты.

Следует подчеркнуть, что вывод основного закона изменения напряжения при частотном регулировании скорости асинхронного двигателя, определяемого форму­ лой (6-3), был упрощен путем пренебрежения рядом фак­ торов. Наиболее существенным из принятых допущений является пренебрежение падением напряжения на актив­ ном сопротивлении обмотки статора, т. е. допущение /?! = 0. Поэтому полученные здесь соотношения (0-8) — (G-10) справедливы лишь для двигателей относительно большой мощности при изменении частоты, а значит, и скорости ниже основной в диапазоне до 2—2,5. Для боль­ ших значений диапазона регулирования скорости необ­ ходимо корректировать полученные выше соотношения, учитывая падение напряжения в цени обмотки статора.

Анализ работы асинхронного двигателя при неизмен­ ной номинальной частоте проводится на основании Г-об- разной схемы замещения рис. 2-35, б, так как в этом слу­

ния на обмотке статора, обусловленное током намагничи­ вания, пренебрежимо мало. При частотном же регулиро­ вании в случае снижения f1 будет пропорционально сни­ жаться и Хц, тогда как значение R Lот частоты не зависит. При этих условиях со снижением частоты будет увелнчн-

312