Особый интерес представляют наиболее распрстраненные асинхронные двигатели. У них поток создается током обмотки статора I1 , потребляемым из сети. Поток ротора Ψ2 создается током I2 , возникающим за счет ЭДС, наводимой в роторе либо за счет изменения потока Ф во времени (ЭДС самоиндукции), либо за счет перемещения проводника при вращении рамки (ЭДС движения), либо за счет обоих факторов. При отсутствии сдвига фаз φ между токами обмоток статора и ротора векторы, создаваемых ими потоков, совпадают. Однако это возможно только при небольших нагрузках, когда отставание ротора (δ) и частота тока в нем невелики. При увеличении нагрузки частота тока в роторе возрастает, и из-за индуктивности обмотки ротора протекающий по ней ток отстает во временной области по фазе от тока статора на угол φ.
Создаваемые этими токами потокосцепления статора Ψ1 и ротора Ψ2 будут смещены во времени на такой же угол, что приведет к сдвигу векторов потокосцеплений Ψ1 и Ψ2 и в пространственной области. Таким образом, в асинхронных двигателях δ = φ, т.е. пространственный сдвиг потокосцеплений возникает в связи со смещением векторов токов обмоток статора и ротора во временной области. При изменении нагрузки изменяются также ЭДС обмотки ротора и создаваемый ею ток I2 . При увеличении момента нагрузки (δ > 0) угол возрастает вплоть до значения δ = 90˚, при котором момент достигает максимального значения. Реально в асинхронных двигателях при работе на рабочем участке механической характеристики он не превышает значения угла в критической точке, т.е. всегда δ ≤ 45◦ и sinδ < 1. Таким образом, асинхронный двигатель, как объект управления, представляет собой сложную нелинейную систему, потому что момент определяется тремя переменными, связанными между собой в общем случае нелинейными зависимостями.
В данном курсе мы будем рассматривать только современные частотно-регулруемые электроприводы с асинхронными и вентильными двигателями.
Из теории систем автоматического управления известно, что для обеспечения регулирования с высокой точностью в статических и динамических режимах необходимо решить задачу линеаризации регулировочных характеристик в данном случае по моменту.
Наиболее простым и качественным управление будет в том случае, если оно осуществляется регулированием только одной переменной, наиболее доступной для технической реализации. В двигателях переменного тока это ток обмотки статора. Кроме того должна быть линейной зависимость регулируемой величины от этой переменной.
Из дальнейших рассмотрений будет видно, что электромагнитные переменные, формирующие момент асинхронного двигателя, взаимозависимы, так как за счет взаимоиндукции изменение одной из них влечет за собой изменение другой, а изменение нагрузки (и угла δ) влияет на обе переменные. Однако из теории систем автоматического управления известно, что для обеспечения регулирования с высокой точностью в статических и динамических режимах необходимо решить задачу линеаризации регулировочных характеристик в данном случае по моменту. От того, насколько точно эти задачи удается решить, зависит качество работы системы управления и привода в целом.
Для подавляющего большинства механизмов и машин характерны более простые требования – сравнительно небольшой диапазон регулирования скорости, но при обеспечении необходимых значений моментов во всем диапазоне, а также невысокое быстродействие. Для них вполне достаточным оказывается частотно-регулируемый электропривод с короткозамкнутым асинхронным двигателем, в котором реализован наиболее простой и потому широко распространенный способ управления с ориентацией по потокосцеплению статора. Обычно он используется без датчика скорости, благодаря чему существенно снижается стоимость электропривода. В технической литературе этот способ управления имеет и другие названия: U/f – управление, стандартное, скалярное.
Его рассмотрение составляет содержание первого раздела курса.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.