Автоматизированный электропривод переменного тока. Основные требования к частотно-регулируемому электроприводу, страница 8

Особый интерес представляет характер изменения тока при малых нагрузках (рис.1.7,б). Он обусловлен тем, что используемые при U/f – управлении компенсирующие связи работают в функции тока статора, и от характера его поведения при малых нагрузках зависит момент вступления их в действие. Как видно из графика, при увеличении нагрузки ток сначала уменьшается и начинает возрастать только при определенных значениях нагрузки Эти значения тем больше, чем меньше частота f₁. Такой характер изменения тока объясняется перераспределением падений напряжения при неизменном напряжении питания между активным и реактивным сопртивлениями обмотки статора. При отсутствии нагрузки приложенное напряжение почти полностью падает на реактивном сопротивлении. При увеличении нагрузки возрастает падение напряжения на активном сопротивлении, в результате чего полный ток  уменьшается и достигает своего наименьшего значения при равенстве падений напряжения на активном и реактивном сопротивлениях. Чем меньше частота и напряжение, тем при бóльших нагрузках достигается это равенство и начинается рост тока . Данный факт полностью согласуется с бóльшим снижением потокосцепления  на низких частотах (рис.1.6).

1.3.3. Ток обмотки ротора

Ток обмотки ротора, определяемый потокосцеплением, участвует в создании момента двигателя, что объясняет необходимость его анализа при различных режимах и условиях работы. Ток ротора  создается за счет ЭДС Е₂, наводимой в роторе потокосцеплением :

Е₂  == s;           ,                (1.28)

На рис.1.7  изображены кривые тока ротора , рассчитанные при частотах f₁ = 10 ÷ 50 Гц по (1.28). Характер их изменения определяется двумя факторами: соотношением  и и изменением потокосцепления . Влияние индуктивного сопротивления  проявляется кроме того в экспоненциальном характере изменения тока и наличии критической точки (не показанной на графике). Зависимость потокосцепления от частоты и нагрузки отражается на величине тока. При малых нагрузках и, соответственно, низких частотах =s, когда можно пренебречь индуктивным сопротивлением , ток ротора определяется  величиной Е₂  и активным сопротивлением , изменяясь линейно при увеличении нагрузки и скольжения. Однако по мере увеличения нагрузки и  заметно воз-растают индуктивное сопротивление и его влияние на . Темп роста тока замедляется и, кроме того, начинается его отставание от Е₂, характеризуемое углом  (1.20): . Отставание синусоиды тока от синусоиды означает уменьшение величины тока, фактически участвующего в создании момента, который обозначается как активная составляющая тока ротора . При критических значениях частоты               Рис.1.8. Кривые тока ротора при ротора  и скольжения s_К ток достигает макси-                           частотах f₁ =10÷50 Гц.

мального значения. При дальнейшем увеличении нагрузки происходит «опрокидывание двигателя». Величина s_К  находится из равенства активного и индуктивного сопротивлений: , из которого также следует, что s_К  при уменьшении частоты питания  растет.

Таким образом, нелинейность механической характеристики двигателя и наличие на ней критической точки, ограничивающей ее рабочий участок, обусловлены исключительно влиянием индуктивного сопротивления обмотки ротора .

1.3.4.  Механические характеристики

Для расчета и построения механических характеристик используются значения электромагнитного момента двигателя и скорости, рассчитываемых по формулам:

                                                               (1.29)

На рис.1.9. представлены механические характеристики, рассчитанные по этим форму-лам  для тех же частот  f₁ = 10÷50 Гц в границах заданного предельного значения тока статора . На частотах 10 и 20 Гц момент   достигает критического  значения в этих пределах,  при бóльших частотах он достигает-                         

ся при бóльших токах.  Критический момент при уменьшении частоты снижается и уже при частоте 10 Гц он даже меньше номинального. Уменьшение момента обусловлено снижением  при уменьшении частоты.