Файл: Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 1
Рис. |
1-12. |
Векторная |
Рнс. 1-13. |
Векторная |
диаграмма |
асинхронной |
диаграмма |
асинхронной |
|
машины при работе дпн- |
машины при работе ге- |
|||
гателем. |
|
нератором. |
|
|
= Ьыкакс), имеем:
/ , = V c |
/ ^ 2 , |
I', = |
K0uQlV% |
11 = к У |
ul+uliV?. |
Эти |
выражения |
используются на практике, три этом |
|||
в качестве / 0 |
берут ток холостого хода, |
а в качестве тока |
|||
h — ток статора асинхронной |
машины. |
|
|||
1-6. ПРИВОД С АСИНХРОННОЙ М А Ш И Н О Й , И М Е Ю Щ Е Й Ф А З Н Ы Й РОТОР
При использовании асинхронной машины с фазным ротором ее питание может осуществляться двояким об разом. Во-первых, можно питать статорные и роторные обмотки от одного источника регулируемой частоты {Л. 12]. Во-вторых, можно питать роторные обмотки от
источника |
нерегулируемой |
частоты, а статорные — от ч |
||
источника |
регулируемой |
частоты |
или наоборот [Л. 7, 40]. |
|
а) Питание от одного источника частоты |
||||
Рассмотрим привод |
на |
'базе |
асинхронной машины |
|
с фазным |
ротором (рис. 1-4), у |
которого преобразова |
||
тель энергии питает токами одновременно обмотки ста тора и ротора. Эти обмотки соединяются последователь но и таким образом, что направления вращений векто-
47
ров н. с. обмоток оказываются противоположными. Из
вестно, что при таком соединении |
обмоток асинхронной |
|
машины частота вращения ротора |
машины будет в 2 ра |
|
за больше частоты вращения поля в статоре |
(роторе) |
|
машины. Следовательно, для рассматриваемого |
случая |
|
должен быть выбран коэффициент редукции К, равный
0,5. Следует отметить, что выбрав |
машины |
1 и 4 |
(рис. 1-4) с разными числами пар |
полюсов, |
можно |
исключить редуктор 2 из схемы привода [Л. 12]. Для того чтобы поля статора и ротора машины 1 (рис. 1-4)
вращались в разные стороны, |
необходимо |
|||
|
|
'<? — ьв» |
|
(1-75) |
При К = |
0,5 из (1-20) имеем: |
|
||
if = |
Ко [ и с |
cos (4" 0 + т) — « Q sin |
- fl + Y) ] ; (1-76) |
|
U = |
К [uD |
sin (46 + Y) + " Q |
COS (" Г 8 "И) ] ' |
|
У рассматриваемой машины магнитные сопротивле ния сто продольной и 'Поперечной осям равны между со бой, поэтому для определения момента короткозамкнутой машины можно воспользоваться (1-44). Принимая во внимание (1-75) и (1-76), из (1-44) получаем:
М = Али«<Ао i2UD U Q cos 2у + {uD — u3Q) sin 2f].
При y = Q это выражение принимает вид:
М = 2Lld м а к Д 0 2 uDuQ, |
(1 -77) |
т. е. при постоянстве одного из сигналов на входе при вода обеспечивается линейная зависимость момента от другого сигнала. Отметим, что (1-77) с точностью до по стоянного коэффициента совпадает с (1-37) для момента реактивной синхронной машины. Поэтому механические характеристики привода являются мягкими и в линей ной зоне совладают с характеристиками, шоказанными на рис. 1-5.
Определим проекции результирующей н. с. статорных и роторных обмоток на осях d и q. Проекции н. с. ста-
торных обмоток определим из (1-22) при К=0,5 |
и у = 0: |
||||||||||||
|
|
Л</ = ^0 а>, |
|
uD |
cos4-G + |
i<Q sin^-0N i; |
|
|
|||||
|
|
Fiq = K0wJ |
/ |
uD |
l |
|
i |
\ |
1 I |
(1-78) |
|||
|
|
|
sin — 0 — «Q cos — 6 ) . |
|
|
||||||||
Намагничивающие |
|
силы |
ротора |
определяются |
с уче |
||||||||
том |
(1-75): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fyi—KjDj |
|
|
«„ |
cos- |
|
uQs\n |
-J-«)= |
(1-79) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
F24 = K0w2 (uD |
sin - |
Y 8 + |
«Q cos |
|
6 j . |
|
|
||||
|
Тогда для результирующих н. с. машины по осям |
||||||||||||
получаем следующие |
выражения: |
|
— ^s) sin - i - 8j |
; |
|||||||||
F |
d = |
Ко [ «в (Щ + Щ) cos ~Y |
6 + " Q |
||||||||||
|
F4 = |
Ka ^uD (o», |
- j - |
ш,) sin - y 8 — uQ (да, — ш,) cos -±- 8 |
j . |
||||||||
|
Рассматривая |
эти |
выражения |
совместно с (1-64), |
|||||||||
можно сделать следующие выводы: |
|
|
|
|
|
||||||||
1.Результирующий вектор н. с. машины при положи тельных значениях сигналов «о и UQ вращается относи тельно ротора в отрицательную сторону (.по часовой стрелке) с угловой скоростью, равной угловой скорости датчика 4, т. е. со скоростью, в 2 раза меньшей угловой скорости машины /.
2.Амплитуда результирующего вектора н. с , а сле
довательно, и потока машины |
зависит |
и от |
сигнала UD |
||
и от |
сигнала UQ, т. е. при |
uD |
= const |
линейная зависи- |
|
• мость |
момента от сигнала |
uQ |
обеспечивается |
при изме |
|
нении рабочего 'потока машины. Поэтому исследование работы машины в общем случае должно вестись с уче
том нелинейности кривой |
намагничивания |
магнитопро- |
|
вода. |
|
|
|
В случае, когда выполняется условие (1-68), резуль- |
|||
тирующий вектор н. с. не зависит от сигнала |
UQ |
||
Fq = 2K0uDw |
sin-Y?>; |
(1-80) |
|
Fd— 2/<0 uo |
w c o s 8 |
||
|
|||
4—318 |
|
49 |
|
Рис. |
1-14. |
Структурная схема привода с асин |
хронной |
машиной с фазным ротором в режиме |
|
двойного питания от одного источника тока. |
||
Поэтому |
при «D = const линейная зависимость момен |
|
та машины |
от сигнала UQ обеспечивается три постоян |
|
стве рабочего потока машины и нет необходимости при нимать во внимание 'Нелинейность кривой намагничива ния магнитопровода.
Асинхронная машина с фазным ротором, у которой выполняется условие (1-68), заслуживает особого вни мания, так как независимость потока машины от aQ дает возможность получить линейную зависимость пере грузочных моментов от сигнала UQ для значений момен та, значительно превышающих номинальное значение. Этим асинхронная машина с фазным ротором выгодно отличается от всех рассмотренных выше машин перемен ного, тока. Можно заметить аналогию в -принципе ком пенсации реакции токов статора на поток у машины г фазныл. ротором ц у машины постоянного тока с ком пенсационной обмоткой.
На рис. 1-14 'представлена структурная схема приво да с асинхронной машиной с фазным ротором. Эта схе
ма |
выполнена |
'без дифференциала ( Y = 0 ) И с К=0,5. |
Из |
(1-76) при |
у —0 имеем: |
|
|
(1-81) |
50
Соединение статорных и роторных обмоток машины на рис. 1-14 произведено таким образом, что выполняются условия (1-75). В приводе круговая частота Qi токов статора равна круговой частоте Q2 токов ротора и для них справедливо равенство
Q, = Q,= Q/2.
Из (1-15) с учетом (1-43), (1-64), (1-75) и (1-81) получаем выражение для фазного напряжения статора
Uj: |
' ' Д о ( " д COS 4T |
|
~ "Q sin 4 ')+ |
|
|
d |
COS-^-t — LlQ si n ~ |
t^j + |
|
+ (^макс — AdMaxc) ~jff[ #o ( " D |
||||
+ |
2 L l d M a K C 4г(К°ио |
c os 4 ty |
(1-82) |
|
Из (1-80), принимая во внимание (1-64), находим намагничивающий ток г'о обмотки
Необходимо отметить, что этот ток создает только
половину результирующей н. с. машины. |
Сопоставляя |
||||||||
это выражение |
с (1-82), видим, что |
последний |
член |
||||||
(1-82) содержит |
LQ. |
После |
диференцирования |
в |
(1-82) |
||||
получаем: |
|
|
cos 4^ — « Q sin |
4^ - |
|
|
|||
|
Uf = г Л о (uD |
|
|
||||||
(Алакс — AdMaKc) 4 А'„ («n s |
i n 4t ~ |
"оC 0 |
S Q t ) |
~ |
|
||||
|
|
— Lldmit£lK0uDsm-^-t. |
|
|
|
(1-83) |
|||
Введем |
обозначения: |
|
|
|
|
|
|
||
= |
= ' d = = |
' i = = ^г> |
С^макс |
|
- ^ " i d M a K c ) " 2 " = = : - ^ - i > |
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
LldmKC&KoUD S i |
l 1 |
~ 2 " * ~ |
' |
|
|
|
||
Тогда можно записать (1-83) в комплексной форме: |
|||||||||
|
|
#, = |
/ > , + |
/ * . / . - - £ , . |
|
|
(1-84) |
||
51
