Способы регулирования скорости вращения ротора в асинхронном двигателе, страница 3

                                                                              (6.5)

         В свою очередь изменение реактивного сопротивления индуктивного характера цепи намагничивания     приведет к изменению тока намагничивания и как следствие – потока.

                                                                                    (6.6)

         С целью недопущения зависимости потока от частоты питающего напряжения возникает необходимость в поддержании тока намагничивания величиной постоянной и независящей от частоты питающего напряжения. Т.к.  ток намагничивания определяется как:

                                              ,

то с целью поддержания тока намагничивания следует поток сохранять величиной постоянной  и независящей от частоты питающего напряжения.

Необходимо чтобы преобразователь частоты при изменении частоты выполнял условие:

                                                                      (6.7)

Т.е. нужно регулировать не только частоту питающего напряжения, но и напряжение обмотки статора.

         Пусть с помощью преобразователя частоты частота питающего напряжения увеличится с выполнением условия.

                           

Следовательно, скорость м.п. статора увеличится:

        ↑∆n=↑n0 – n       ↑Ѕ = ↑∆n/ n0        ↑е2S =е2* ↑S             ↑I2 =↑E2 /Z2            

                                  Ф ≠ f(n) – const

                                      ↕   =›  ↑ Fэ=Фэ* ↑I2               ↑Мэ=2*↑Fэ*R         

                     ↑ I2      

         Т.к. Мс величина постоянная, следовательно увеличится электромагнитный момент , что приведет к увеличению скорости вращения ротора, т.е.

                                                         ↑  Мэ – Мс = К*J*dn/dt,

следовательно,  dn/dt>0     n↑    увеличивается скорость вращения ротора (за счет увеличения электромагнитного момента) приведет к уменьшению  скорости пересечения магнитными силовым линия магнитного поля статора витков обмотки ротора. Что приведет к уменьшению наводимой э.д.с. в роторе, тока ротора, электромагнитного момента, электромагнитной силы (за счет свойства саморегулирования).              

↓∆n=n0 – ↑n      ↓Ѕ = ↓∆n/ n0        ↓е2S =е2* ↓S        ↓I2 =↓E2S /Z2      

               Ф ≠ f(n) – const

                   ↕   =›  ↓ Fэ=Фэ* ↓I2              ↓Мэ=2*↓Fэ*R         

    ↓ I2             

         Следовательно, увеличение  частоты питающего напряжения привел к увеличению электромагнитного момента развиваемого двигателем, что привело к увеличению скорости вращения ротора и уменьшению электромагнитного момента.

         Тогда из уравнения движения следует, что при условии постоянства момента нагрузки  на валу двигателя, скорость вращения ротора будет увеличиваться до тех пор, пока уменьшающийся электромагнитный момент не станет равным моменту нагрузки на валу двигателя. Тогда ротор начнет вращаться со скоростью, большей номинальной.

         Пусть а.д. включен под номинальное напряжение, номинальную частоту, работает на номинальную нагрузку в однополюсном режиме, при этом

            U1=Uн            nном = (0,92-0,098)* n0=0,92*n0=2940 об/мин

            f1=fн               При этом  ∆n=n0 – n=3000 - 2940=60 об/мин

      Мс = Мсном         Ѕ = ∆n/ n0=60/3000=0,02        

            Р=1

         Предположим, что с помощью преобразователя  частоты уменьшаем частоту питающего напряжения

                                           

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

                               

                                      

следовательно, уменьшится скорость пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора, что приведет к уменьшению наводимой э.д.с. в роторе.

         Пусть  f1 = 0,8*f1ном        n0=(60* f1)/р=(60*40)/1=2400 об/мин

∆n=n0 – n=2400-2940= - 540 об/мин

         Скорость пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора увеличилась и изменила свое направление, что приведет к изменению направления и увеличению:

         - э.д.с.,  наведенного в роторе;

         - тока ротора;

         - электромагнитного момента;

         - электромагнитной силы.

   (-) ↑ S  = (-)↑∆n/ n0     =› (-) ↑е2S =е2* (-)↑S      =›    (-)↑I2 =(-)↑E2 /Z2       

              Ф ≠ f(n) – const

    =›          ↕   =›  (-)↑ Fэ=Фэ* (-)↑I2        =›    (-) ↑Мэ=2*(-)↑Fэ*R   =›   

 (-) ↑ I2      

         Тогда из уравнения движения следует - ↑(-)  Мэ – Мс=К*J*dn/dt . Момент электромагнитный имеет тоже направление что и момент нагрузки на валу двигателя, т.е. будет направлен встречно вращению ротора, являясь тормозным. Из чего следует, что под воздействием двух моментов скорость вращения ротора с большим темпом начнет уменьшаться, т.к. dn/dt<<0     

n ↓↓, значит вышли в зону генераторного торможения. Это приведет к уменьшению скорости пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора, сохраняя направление пересечения, как следствие – к уменьшению скольжения, э.д.с., наводимого в роторе, тока ротора, электромагнитного момента, электромагнитной силы.

(-)↓∆n=n0 – ↑n    (-) ↓Ѕ = ↓∆n/ n0    (-) ↓е2S =е2* (-)↓S    (-)↓I2 =(-)↓E2S /Z2        

               Ф ≠ f(n) – const

                   ↕   =›  (-)↓ Fэ=Фэ* (-)↓I2            (-)  ↓Мэ=2*(-)↓Fэ*R         

   (-) ↓ I2     

тогда  (-)↓ Мэ – Мс=К*J*dn/dt  под действием уменьшающегося тормозного электромагнитного момента и момента нагрузки на валу двигателя, скорость вращения ротора будет выравниваться со скоростью магнитного поля статора  - переход из режима генераторного торможения в режим идеального холостого хода, т.е. n= n0.

     S  = ∆n/ n0  = (n0   -  n) / n0=0    =›  е2S =е2* S =0     =›    I2 =E2 /Z2=0       

              Ф ≠ f(n) – const

    =›          ↕   =›   Fэ=Фэ* I2 =0         =›     Мэ=2*Fэ*R=0    =›   

   I2=0