книги / Основы электропривода

теристики выходят из одной точки, так как величина со0 не зави­ сит от добавочного сопротивления Rr. Увеличение величины Ra приводит, как это следует из формул, к снижению токов и мо­ ментов двигателя, в том числе и пусковых, поэтому искусствен­ ные характеристики располагаются ниже естественных характе­ ристик. Критический момент Мк и критическое скольжение sK с ростом Лд уменьшаются.

Рис. 6.6. Характеристики АД при изменении сопротив­ ления Ra в цепи статора (/?д2 > Ял\)

Для регулирования скорости этот способ малопригоден, так как обеспечивает очень малый диапазон регулирования. Жест­ кость характеристик и перегрузочная способность с ростом до­ бавочного сопротивления уменьшаются, при этом возрастают потери в цепи статора. Данный способ регулирования координат применяется в основном для ограничения тока и момента АД в переходных режимах: при пуске, реверсе, торможении. При­ меняется этот способ редко, например в маломощных электро­ приводах лифтов.

Включение добавочных резисторов в цепь ротора применя­ ется как с целью ограничения тока и момента двигателя, так и с целью регулирования скорости. Характеристики АД при данном способе регулирования показаны на рис. 6.7.

Все характеристики выходят из одной точки, так как вели­ чина со0 и в этом случае не зависит от добавочного сопротивле­ ния R'д, искусственные характеристики располагаются ниже ес­ тественных характеристик. Увеличение R\ приводит к возраста­

нию критического скольжения sK, а критический момент Мк ос­ тается без изменения, т.е. перегрузочная способность АД сохра­

некотором значении сопротивления R'a достигает величины Мк, а затем при дальнейшем увеличении сопротивления умень­ шается.

Рис. 6.7. Характеристики АД при изменении сопротивления R')X

в цепи ротора (Я'д2 > R\\ )

Показатели качества при реостатном регулировании скорости:

-небольшой диапазон регулирования, D = 2...3;

-регулирование скорости однозонное в сторону ее умень­ шения;

- регулирование ступенчатое, так как сопротивление R \

вцепь ротора вводится ступенями;

-жесткость характеристик и стабильность скорости сни­ жаются;

-дополнительные потери мощности в R\ приводят к сни­ жению КПД.

Несмотря на не очень хорошие показатели, реостатное ре­ гулирование скорости находит достаточно широкое применение

вэлектроприводах подъемно-транспортных устройств, при не­ большом диапазоне регулирования или кратковременной работе при пониженных скоростях.

где 5Ии sc - скольжения на механических характеристиках АД при моменте Ми.

Если отсутствуют данные по сопротивлению фазы ротора Лр, то оно может быть найдено приближенно по формуле

где Е2к, sm /2н - паспортные данные двигателя; Е2к - ЭДС непод­ вижного ротора.

В методе отрезков не требу­ ется знать величину сопротивле­ ния ротора /?р, более того, оно может быть определено этим ме­ тодом. Расчет сопротивлений ме­ тодом отрезков поясняет рис. 6.9, на котором представлены естест­ венная и искусственная механиче­ ские характеристики АД. К оси моментов в точке Ми проведена вертикальная линия, и на ней от­ мечены характерные точки а, Ь, с, d, образующие между собой неко­ торые отрезки. Сопротивление до­ бавочного резистора для получе­

ния искусственной характеристики определяется через эти от­ резки по выражению

где RНОМ - номинальное сопротивление АД, 7?ном _ _ _ 2 к _

Л з /2и

Для определения сопротивления фазы ротора Rp использу­ ется естественная механическая характеристика и соответст­ вующий ей отрезок ab:

(ТРН) и др. В настоящее время наибольшее применение среди регуляторов напряжения находят ТРН с импульсно-фазовой системой управления.

Схема питания АД от ТРН приведена на рис. 6.11. Напря­ жение сети подается на ТРН, а с него на двигатель. Выходное напряжение ТРН регулируется сигналом управления Uy.

Рис. 6.11. Схема питания АД от тиристорного регулятора напряжения ТРН

На рис. 6.12 показана одна из схем ТРН со встречно­ параллельным включением тиристоров. В этой схеме в каждую фазу статорной обмотки АД включаются два тиристора, чтобы обеспечить протекание тока в фазе в оба полупериода питающе­ го напряжения.

Принцип регулирования переменного напряжения с помо­ щью пары тиристоров со встречно-параллельным включением поясняет рис. 6.13.

А/

Механические характеристики малопригодны для регули­ рования скорости, так как мал диапазон регулирования, и при снижении напряжения значительно уменьшается перегрузочная способность двигателя X. Поэтому разомкнутая схема электро­ привода с ТРН используется лишь для воздействия в переход­ ных режимах на ток и момент двигателя.

Для реверса двигателя используется 5 пар со встречно­ параллельным включением тиристоров. Реверсивная схема включения АД при питании от ТРН приведена на рис. 6.15. Для

напряжения. Регуляторы ТРН имеют большие возможности. Они могут обеспечить плавный пуск двигателя, принудительное электрическое торможение, формирование требуемых динами­ ческих характеристик в переходных режимах и экономичные режимы работы АД при работе с переменной нагрузкой.

6.6. Частотное регулирование скорости АД

При частотном регулировании скорости изменяется частота f подводимого к АД напряжения, что позволяет изменять его скорость холостого хода со0 = 27c/i/p и получать различные ис­ кусственные характеристики. Для обеспечения высоких энерге­ тических показателей АД одновременно с частотой необходимо изменять величину напряжения U\. Рациональный закон изме­ нения U\ и f зависят от характера изменения статического мо­ мента на валу - Мс.

При постоянном моменте на валу, т.е. при Мс = const, на-

пряжение и частота должны изменяться по закону C/i = const;

в специальных преобразователях энергии, получивших название преобразователей частоты (ПЧ). На вход ПЧ подается неизмен­ ное стандартное напряжение промышленной частоты, а выход­ ные напряжение и частота ПЧ регулируются в соответствии с рассмотренными выше законами. Закон изменения выходных параметров ПЧ формируется с помощью устройства управле­ ния, на которое подается сигнал управления.

Различные виды ПЧ, применяемые в частотно-регулируе­ мых асинхронных электроприводах, можно разделить на электромашинные и статические ПЧ.

В электромашинных ПЧ используется ряд электрических машин (от 2 до 4), каждая мощностью, не меньшей мощности АД. Эти ПЧ громоздки по размерам, дорогостоящи, имеют низ­ кий общий КПД, переходные процессы в них характеризуются значительной инерционностью.

В статических ПЧ используются тиристоры или силовые транзисторы. Они имеют более высокие технико-экономические показатели по сравнению с электромашинными ПЧ: высокий КПД и значительное быстродействие переходных процессов, низкие массогабаритные показатели, отсутствие шума.

Статические ПЧ реализуются по двум схемам: ПЧ с непо­ средственной связью и ПЧ со звеном постоянного тока.

Блок-схема ПЧ с непосредственной связью (рис. 6.16) со­ стоит из силового блока 1 и блока управления 2. Силовой блок выполняется на базе тиристоров или силовых транзисторов, управляемых сигналами с блока 2. Трехфазное напряжение U\ стандартной частоты f\ подается на блок 7, в котором под дейст­ вием сигналов с блока 2 преобразуется в трехфазное переменное напряжение U с регулируемой частотой / Отметим, что выход­ ная частота /Г1Ч может изменяться только в сторону ее умень­ шения по сравнению с частотой сети.