Автоматизированный электропривод переменного тока. Основные требования к частотно-регулируемому электроприводу, страница 7

На рис.1.5 представлены кривые потокосцепления при изменении нагрузки и частоты, рассчитанные по (1.14). Они построены в функции абсолютного скольжения  для частот: f₁ = 50; 40; 30; 20 и 10 Гц (соответственно кривые 1 ÷ 5).  Как видно из графика, потокосцепление при увеличении нагрузки уменьшается, и тем больше, чем меньше частота питающего напряжения f₁. При частоте 50 Гц, номинальной для двигателя DT80N4, и абсолютном скольжении = 0,2 потокосцеп-ление снижается в 1,5 раза, а при частоте f₁ = 10 Гц  в 2,5 раза. Как видно из графика, уменьше-ние  особенно значительно при меньших нагрузках и частотах. Уменьшение  при увеличении нагрузки объясняется тем, что возрастающий при этом ток обмотки статора создает дополнительное падение напряжения ее сопротивлениях. При неизменном напряже-нии питания  это влечет за собой,  согласно          Рис.1.5. Кривые потокосцепления

(2.23), уменьшение ЭДС е₁, потокосцепления ,           при изменении нагрузки и частоты   и как результат . Степень влияния этого  фактора зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивлений обмотки статора. При больших частотах оно проявляется слабее из-за преобладающего влияния сопротивления контура намагничивания . Однако при  значительном снижении частоты,  заметно уменьшается, а при низких частотах может стать соизмеримым с R₁, и даже меньше его.

Из проведенного анализа можно сделать следующие выводы:

1. При идеальном холостом ходе величина потокосцепления определяется отношением напряжения к частоте и при регулировании частоты остается практически постоянной, незначительно изменяясь только в области малых частот.

2. При изменении нагрузки главное потокосцепление   не остается постоянным, а изменяется и тем значительнее, чем глубже регулирование частоты. Основная причина этого – влияние падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора R₁ .

1.3.2. Ток обмотки статора

Исследование поведения тока статора при различных режимах работы двигателя представляет интерес по нескольким причинам. Во-первых, он является основной причиной уменьшения главного потокосцепления и ухудшения всех характеристик двигателя, прежде всего механической. Во-вторых, при U/f – управлении в функции тока статора работают компенсирующие связи, и характер его поведения существенно влияет на их работу. В-третьих, именно по току статора производится оценка энергосбережения.

На основе схемы замещения (рис. 1.2) было получено выражение для тока статора:

,                                       (1.27)

устанавливающее связь  с током намагничивания , который, в свою очередь, связан с потокосцеплением: . В соответствии со схемой замещения  является реактивной составляющей тока статора, а его активной составляющей служит ток ротора , приведенный к статору. Полный ток обмотки статора  определяется суммой векторов  и , его модуль равен . На рис.1.7,а   для двигателя DT80N4 построены кривые тока , рассчитанные по (1.27) для нескольких частот, а на рис.1.7,б те же кривые построены в увеличенном масштабе при малых токах и частотах.

                                   а)                                                                                 б)

Рис.1.7. Кривые тока статора  в зависимости от изменения нагрузки и частоты:               а) при частотах f₁ =10÷50 Гц;     б) при малых частотах (f₁ = 10÷4 Гц) и нагрузках.

        Как следует из рис.1.7,а, для данного двигателя ток намагничивания  равен 2,1А (). При увеличении нагрузки β = ток  растет за счет его активной составляющей, изменяясь по нелинейному закону. Как следует из выражения (1.27), темп нарастания тока зависит от частоты, т.к. индуктивное сопротивление в числителе больше, чем в знаменателе. При бóльших частотах ток при увеличении нагрузки растет интенсивнее, что объясняется зависимостью потокосцепления  не только от нагрузки, но и от частоты.