Регулирование скорости вращения ротора изменением числа пар полюсов, частоты питающего напряжения и величины питающего напряжения обмотки статора), страница 4

     Увеличение частоты питающего напряжения сохраняет рабочую точку в зоне двигательного режима (без перехода в генераторный режим).

Рассмотрим регулирование скорости вращения ротора при уменьшении частоты питающего напряжения.

     Предположим, асинхронный двигатель включен под номинальное напряжение, номинальную частоту, работает на номинальную нагрузку в однополюсном режиме.

При этом:

                                         об/мин                                 (5.55)  

                                  ÷об/мин                        (5.56) 

                                       об/мин                              (5.57) 

                                                                                (5.58)  

     Предположим, посредством преобразователя частоты частота питающего напряжения уменьшилась.

     Вследствие чего, скорость вращения магнитного поля статора уменьшилась.

С целью сохранения независимости частоты, преобразователь частоты должен уменьшить и питающее напряжение.

                                             (5.59)       

Вследствие чего, скорость пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора увеличилась и изменила свое направление, что приведет к увеличению наводимой э.д.с. в роторе, тока ротора, электромагнитной силы и момента электромагнитного:

                                                                                                    (5.60)  

                                      об/мин                             (5.61)

                                     об/мин                           (5.62)

                                                 (5.63) 

     Тогда из уравнения движения:

                                                                                          (5.64)  

следует, что момент электромагнитный, развиваемый двигателем будет направлен встречно вращению ротора, являясь тормозным.

     Из чего следует, что под воздействием двух моментов скорость вращения ротора с большим темпом начнет уменьшаться:

                                                                                                     (5.65)

  что приведет к уменьшению скорости пересечении магнитными силовыми

линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора

                                 об/мин                       (5.66)     

сохраняя направление пересечения, что приведет к уменьшению отрицательных значений скольжения, э.д.с., наводимой в роторе, тока ротора, электромагнитной силы и момента электромагнитного:

                                                 (5.67) 

     Уравнение движения будет иметь вид:

                                    (5.68)

из чего следует, что под воздействием уменьшающегося момента электромагнитного, который является тормозным (), и момента нагрузки скорость вращения ротора будет продолжать уменьшаться до значения скорости вращения магнитного поля статора. То есть – переход из режима генераторного торможения в режим идеального холостого хода:

                                                                                                                    (5.69)

   При этом скорость пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора, скольжение, э.д.с., наводимая в роторе, ток ротора, электромагнитная сила и момент электромагнитный будут равны нулю:

                                                                                                   (5.70) 

                                                                   (5.71) 

     Тогда из уравнения движения

                                                                                                    (5.72)  

следует, что под воздействием момента нагрузки, скорость вращения ротора будет продолжать уменьшаться:

                                             

     Вследствие чего, скорость пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора, скольжение, э.д.с., наводимая в роторе, ток ротора, электромагнитная сила и момент электромагнитный начнут увеличиваться. То есть – переход из режима идеального холостого хода в двигательный режим.

                                                                     (5.73)                         

     За счет свойства саморегулирования скорость вращения ротора будет продолжать уменьшаться до тех пор, пока увеличивающийся от нуля момент электромагнитный не выровняется с моментом нагрузки:

                                                                        (5.74)                      

     Из вышеизложенного следует, что при регулировании скорости вращения ротора (уменьшении ее) пир уменьшении частоты питающего напряжения резко увеличиваются электродинамические и механические нагрузки на двигатель, поэтому в преобразователе частоты должно быть предусмотрено ограничение этих нагрузок за счет ограничения тока (вставка по току).

На основании рассмотренных электромагнитных процессов построим семейство механических характеристик, соответствующих данному способу регулирования скорости вращения.

          Преимущества данного способа:

1.  Плавная регулировка скорости вращения ротора в широком диапазоне скоростей.