Механизмы с постоянной нагрузкой. Расчётные схемы механической части ЭП. Понятие многомассовой механической системы. Регулируемый ЭП с обратной связью по скорости и по току якоря. Силовые преобразователи переменного тока, страница 21

При регулировании частоты необходимо стремиться к тому, чтобы характеристики во всем диапазоне отличались высокой жесткостью, а двигатель обладал достаточной перегрузочной способностью. Этого можно добиться, сохраняя постоянным магнитный поток. Для асинхронного двигателя можно принять, что U=f1*Ф Поэтому для сохранения постоянства магнитного потока необходимо производить регулирование с неизменным состоянием U/f1=Ф=const.

     На рис приведены примерные механические характеристики асинхронного двигателя при регулировании изменением частоты вращения.

С целью получения переменной частоты применяются различные типы преобразователей частоты. К ним можно отнести преобразователи электромашинные, электронно-ионные и полупроводниковые. Последние особенно перспективны, но еще не получили широкого промышленного применения.

Из электромашинных преобразователей практическое применение получили синхронные и асинхронные.

Схема с синхронным преобразователем частоты показана на рис. Здесь преобразователем частоты ПЧ является синхронный генератор, скорость которого регулируется при помощи двигателя постоянного тока Д по системе Г–Д.

От синхронного генератора подается ток переменной частоты к одному или нескольким асинхронным короткозамкнутым двигателям АД. Изменяя плавно в широких пределах частоту тока преобразователя ПЧ , можно в широких пределах регулировать и скорость вращения двигателей АД. Если короткозамкнутые двигатели работают одновременно, то мощность преобразователя частоты выбирается равной сумме потребляемых мощностей всех рабочих двигателей. Каждая из машин постоянного тока и двигатель ПД, приводящий во вращение генератор постоянного тока, должны иметь мощность, равную мощности преобразователя частоты, если пренебречь потерями в машинах преобразовательной установки. Схема с синхронным генератором отличается тем, что на его выходе при неизменном токе возбуждения можно автоматически регулировать частоту и напряжение по закону U2/f2=const. Однако здесь нельзя получить значительного диапазона регулирования скорости вращения рабочих асинхронных двигателей, если требуется сравнительно большая перегрузочная способность на всем диапазоне, который может составить примерно (4-5):1. Больший диапазон регулир-я достигается для механизмов с вентиляторной нагрузкой (до 10:1).

В другом случае в качестве преобразователя частоты используется асинхронная машина с контактными кольцами, возбуждаемая переменным током постоянной частоты Д со стороны ротора. Регулирование частоты достигается благодаря регулированию скорости преобразователя. В отличие от первой схемы здесь часть активной мощности передается в сеть регулируемой частоты из сети постоянной частоты через ротор преобразователя

Достоинством данной системы является возможность независимого регулирования напряжения на входе преобразователя, что обеспечивает на выходе его требуемую зависимость между напряжением и частотой тока, питающего АД. Это позволяет увеличить диапазон регулирования скорости до (10–12) : 1 и выше даже при постоянном моменте нагрузки.

К существенным недостаткам рассмотренных электромашинных преобразователей частоты следует отнести их высокую стоимость, низкий к.п.д., громоздкость, высокий уровень шума и повышенную инерционность.

Указанных недостатков лишены статические преобразователи частоты, наиболее перспективными из которых являются тиристорные преобразователи.

Регулирование скорости вращения. Асинхронного двигателя изменением частоты с помощью тиристорных преобразователей

По структуре схемы статических преобразователей частоты сходны с аналогичными схемами электромашинных преобразователей и могут быть представлены двумя основными классами: а) с непосредственной связью и б) с промежуточным звеном постоянного тока.