На основании рассмотренных электромагнитных процессов построим семейство механических характеристик, соответствующих данному способу регулирования скорости вращения.
Преимущества данного способа:
1. Простыми электротехническими способами осуществляется ступенчатое регулирование скорости вращения ротора в широком диапазоне скоростей.
Недостатки данного способа:
1. Для реализации данного способа возникает необходимость в устройстве защиты от перегрузки по току и многополюсной асинхронной машине. Что приводит к увеличению весогабаритного показателя на единицу установленной мощности и к увеличению стоимости привода в целом.
Регулирование скорости вращения ротора изменением частоты питающего напряжения.
Для реализации данного способа возникает необходимость в дополнительном электротехническом устройстве – преобразователе частоты, включаемом между питающей сетью и асинхронным двигателем.
Рассмотрим данный способ регулирования скорости вращения ротора.
Предположим, асинхронный двигатель включен в сеть с номинальным напряжением, номинальной частотой, номинальной нагрузкой и работает в однополюсном режиме:
При этом:
об/мин
(5.39)
÷
об/мин
(5.40)
об/мин
(5.41)
(5.42)
Так как диапазон изменения частоты в электроприводе ограничивается магнитной системой машины переменного тока (электротехническая сталь), то верхняя частота, при которой не увеличиваются потери в стали – 60-65Гц, нижняя граничная частота составляет единицы герц.
Изменение частоты питающего напряжения в данном диапазоне (2 Гц – 65 Гц) приведет к изменению реактивных сопротивлений индуктивного характера обмоток ротора и статора:
÷
(5.43)
В свою очередь, изменение реактивного сопротивления индуктивного характера цепи намагничивания
÷
(5.44)
Приведет к изменению тока намагничивания, и как следствие, потока:
(5.45)
Для того чтобы не допустить зависимости потока от частоты питающего напряжения возникает необходимость в поддержании тока намагничивания величиной постоянной и независимой от частоты питающего напряжения.
Так как ток намагничивания равен:
(5.46)
то с целью поддержания тока намагничивания, и как следствие, потока величинами постоянными и независящими от частоты питающего напряжения необходимо, чтобы преобразователь частоты при изменении частоты
питающего напряжения выполнял условие:
(5.47)
то есть он должен регулировать на только питающее напряжение, но и напряжение, питающее обмотку статора.
Рассмотрим регулирование скорости вращения ротора при увеличении частоты питающего напряжения.
Предположим, посредством преобразователя частоты частота питающего напряжения увеличилась с выполнением условия:
(5.48)
Вследствие чего:
(5.49)
Из уравнения движения следует:
(5.50)
Так как момент нагрузки постоянный, то увеличение момента электромагнитного приведет к увеличению скорости вращения ротора.
Увеличение скорости вращения ротора (за счет увеличения момента электромагнитного) приведет к уменьшению скорости пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора
(5.51)
Уменьшение скорости пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора приведет к уменьшению наводимой э.д.с. в роторе, тока ротора, электромагнитной силы и момента электромагнитного – за счет свойства саморегулирования
(5.52)
Из вышеизложенного следует, что увеличение частоты питающего напряжения привело к увеличению момента электромагнитного, вследствие чего, скорость вращения ротора начала увеличиваться. Увеличение скорости вращения ротора приводит к уменьшению момента электромагнитного.
Тогда из уравнения движения, следует:
(5.53)
что при условии постоянства момента нагрузки скорость вращения ротора будет увеличиваться до тех пор, пока уменьшающийся момент электромагнитный не выровняется с моментом нагрузки. При этом ротор будет вращаться с установившейся скоростью, большей номинальной.
(5.54)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.