Автоматизированный электропривод переменного тока. Основные требования к частотно-регулируемому электроприводу, страница 10

Для того, чтобы сделать обоснованный выбор коэффициента  и оценить его влияние, необходимо выполнить расчет механических характеристик системы U/f  –  управления с IR–компенсацией. Для этого предварительно, задаваясь значениями sи используя выражение (1.27) рассчитывается ток статра, а затем по (1.30) напряжение преобразователя  и по (1.29) механические характеристики. Необходимое значение  устанавливается при настройке заданием в меню преобразователя параметра «IR–компенсация».

В качестве примера на рис.1.11,а представлены механические характеристики двигателя СТ 80 N4, рассчитанные для скоростей: 300; 600; 900 об/мин и двух значений коэффициента , соответствующих параметрам меню Р322 = 0 и Р322 = 20, а на рис.1.11,б – характеристики на скорости 900 об/мин при различных степенях компенсации. Они рассчитаны для токов в границах заданного предельного значения тока статора и подтверждают, что при использовании IR–компенсации момент двигателя может быть значительно увеличен.

Так, на скорости 600 об/мин (рис.11.1,а) максимальный момент больше номинального (5 Нм) даже без компенсаций (Р322 = 0), а при ее использовании  значительно возрастает. Но при скорости 300 об/мин он меньше номинального даже при действии компенсации (Р322 = 20).

                             а)                                                                              б)

Рис.1.11. Механические характеристики при различных степенях компенсации

Механические характеристики, представленные на рис.1.11,б, показывают, что теоретически при скорости 900 об/мин усилением действия компенсации даже в границах предельного тока статора можно достичь моментов в два и более раз больше номинального.

     Однако при технической реализации возникает вопрос о начале действия IR–компенсации. Во-первых, даже при идеальном холостом ходе  равен не нулю, а току намагничивания, составляющему примерно ,  и положительная обратная связь может привести к самовозбуждению и росту насыщения магнитной системы. Во-вторых, из-за особенности изменения тока  при малых нагрузках при увеличении нагрузки ток статора сначала уменьшается (рис.1.7,б) и только после выравнивания падений напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях его обмотки начинается увеличение . В результате будет происходить не рост добавочного напряжения, а его уменьшение. Поэтому в реальных преобразователях сделано так, чтобы компенсация начинала работать только при токах несколько больших тока намагничивания, т.е. работает как задержанная обратная связь.

а) 200 об/мин                              б) 250 об/мин                              в) 600 об/мин

Рис.1.12. Экспериментальные кривые момента, тока и напряжения при различных скоростях.

На рис. 1.12 представлены экспериментально снятые кривые момента, тока и напряжения при различных скоростях. Они отражают характер изменения тока статора и начало действия компенсации: при скорости 200 об/мин напряжение не увеличивается, т.е. она вооще не работает, т.к. ток не достигает заданного значения начала работы вплоть до снижения скорости до нуля. При скорости 250 об/мин она работает, т,к.  начинает расти, но только при достижении током определенного значения, а вот при скорости 600 об/мин она работает, начиная практически с холостого хода. 

Очень показательны кривые тока обмотки статора, рассчитанные для нескольких значений  при скорости 600 об/мин, представленные на рис.1.13. При отсутствии компенсаций () ток при увеличении нагрузки быстро нарастает по нелинейной зависимости до предельного значения, что связано со значительным уменьшением .

         С увеличением степени компенсации: 1) ток достигает предельных значений при значительно бóльших моментах; 2) появляется и расширяется зона линейной зависимости тока от нагрузки, что говорит о достижении постоянства .

Расчеты механических характеристик и кривых тока статора позволяют на предварительном этапе определить значения коэффициентов , необходимые для формирования требуемых характеристик привода и выбора преобразователя.