1. Регулирование скорости электроприводов

   1. Общие сведения

Регулирование скорости является одним из путей достижения оптимальных режимов работы электропривода и упрощает конструкцию машин и механизмов. На открытых горных работах машины технологического процесса – одноковшовые и роторные экскаваторы, буровые станки и другие механизмы имеют регулируемый электропривод. На драгах регулируемый электропривод целесообразно применять для черпаковой цепи, носовых канатов, статическая нагрузка которых меняется в широких пределах, что обеспечит высокую производительность драг при минеральном расходе электроэнергии.

2. Основные показатели регулирования

Регулировкой скорости называется принудительное изменение скорости электропривода путем воздействия на его схему управления генератором автоматически при помощи различных датчиков, контролирующих технологический процесс.

Регулировочные свойства электропривода оцениваются следующими показателями: диапазоном регулирования, плавностью регулирования, экономичностью, допустимой нагрузкой при регулировании скорости.

Диапазон регулирования определяется отношением максимальной скорости вращения к минимальной , которые могут быть получены при регулировании: . Диапазон регулирования характеризуется цифрами, например, 20:1, 10:1.

1. Плавность регулирования характеризуется отношением скоростей на двух соседних характеристиках, .

2. Стабильность работы на заданной скорости характеризуется изменением скорости вращения ∆ω, при заданном отклонении момента нагрузки ∆М и зависит от жесткости механической характеристики, она тем выше, чем выше жесткость механической характеристики.

3. Экономичность регулируемого привода характеризуется затратами на его сооружение и эксплуатацию. При оценке экономичности принимают во внимание надежность в эксплуатации, величину потерь энергии в процессе регулирования. Потери мощности ∆Р определяют к.п.д. двигатели при регулировании: ,

где η - к.п.д. двигателя, – мощность на валу электродвигателя.

4. Направление регулирования показывает в какую сторону (вверх или вниз) от основной скорости обеспечивается её регулирование. Основная скорость соответствует номинальным значениям величины магнитного потока статора и без добавочного сопротивления в цепи ротора (якоря) двигателя, т.е. на естественной механической характеристике.

5. Допустимая нагрузка при регулировании. Правильное использование мощности электродвигателя при его регулировании заключается в том, чтобы нагрузка двигателя приближалась к номинальной при любых скоростях.

Существует два основных закона регулирования скорости электроприводов при постоянном моменте и при постоянной мощности. Регулирование скорости при постоянном моменте, рис.1а осуществляется у двигателей подъемных кранов, лебедок, прокатных станков и др.

Регулирование при постоянной мощности, рис.1б осуществляется у металлорежущих станков и др. производных механизмов путем изменения тока возбуждения двигателей постоянного тока.

а) б)

Рис.1 Механические характеристики электродвигателей при регулировании по закону постоянства момента (а) и постоянства мощности (б).

1.3.Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Для регулирования скорости вращения наиболее благоприятными электромеханическими свойствами обладает двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Из уравнения скоростной характеристики

видно, что скорость можно регулировать тремя принципиально различными способами: изменением тока возбуждения двигателя, изменением сопротивления в цепи якоря, изменением подводимого напряжения к якорю двигателя.

1.3.1. Регулирование скорости вращения изменением тока возбуждения находит широкое применение из-за своей простоты и экономичности.Регулирование осуществляется только вверх от основной скорости, так как магнитный поток можно только уменьшать. Допустимый момент при регулировании изменяется по гиперболе, мощность остается постоянной. Скоростные характеристики показаны на рис.2а. Они имеют общую точку тока короткого замыкания I_кз, что следует из уравнения скоростной характеристике при ω = 0. Скоростные характеристики имеют различные скорости идеального холостого хода, что видно также из уравнения скоростной характеристики. С изменением магнитного потока ω₀ возрастает, принимая значения ω₀^΄, ω₀^˝.жесткость скоростных характеристик уменьшается, наклон к оси абсцисс увеличивается. Механические характеристики имеют те же скорости идеального холостого хода ω₀, ω₀^΄, ω₀^˝ , что и скоростные. Однако критический момент у них различный, . двигатель загружен в точках гиперболы М_с. По левую сторону от штрихпунктирной линии (гиперболы) двигатель недогружен, по правую – перегружен. Диапазон регулирования при изменении магнитного потока равен от 2 1 до 5 1. Верхний предел скорости при регулировании ограничен условиями коммутации и механической прочностью якоря. Нижний предел ограничен магнитным насыщением машин. Из-за незначительных потерь при регулировании этот способ является экономичным.

1.3.2. Регулирование скорости изменением сопротивления в цепи якоря регулирование осуществляется вниз от основной скорости.Из уравнения механической характеристики следует, что все реостатные характеристики имеют общую скорость идеального холостого хода и различные моменты . С увеличением сопротивления в цепи якоря наклон характеристик увеличивается, жесткость падает. Регулирование осуществляется с постоянным моментом при непостоянной мощности. Из-за потерь в реостате R_p регулирование неэкономичное. Диапазон регулирования скорости непостоянен и зависит от нагрузки.

Изменение сопротивления в цепи якоря можно осуществить также шунтированием якоря, рис.2б. в этом случае скорость идеального холостого хода реостатной характеристики принимает новое значение ω₀^΄. Характеристики при шунтировании якоря более жесткие, чем при регулировании сопротивлением в цепи якоря. Уравнение механической характеристики при шунтировании якоря имеет вид:

,

где .

Ш унтирование якоря применяется в приводах небольшой мощности при предварительном снижении скорости для более точной остановки привода. Из-за больших потерь в шунтирующем сопротивлении способ не экономичен.

а) б)

Рис.2. Механические характеристики при регулировании изменением тока возбуждения (а) и шунтированием якоря и введением R_доб (б).

1.3.3. Регулирование скорости вращения изменением питающего напряжения при неизменном токе возбуждения обеспечивает изменение ω пропорционально изменению U при неизменном угле наклона механических характеристик 3 (рис.2б). Механические характеристики двигателя с последовательным возбуждением также смещаются в область меньших или больших частот вращения и располагаются параллельно.

Для регулирования частоты вращения двигателя указанным способом он должен быть подключен к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением: к генератору с независимым возбуждением системы Г-Д, или управляемому выпрямителю. Обмотка возбуждения двигателя в этом случае должна питаться от источника, напряжение которого не изменяется, например, от дополнительного генератора или выпрямителя. Несмотря на то, что рассмотренный способ регулирования требует довольно сложного оборудования, его широко применяют в современных мощных электроприводах, так как он обеспечивает плавное и экономичное регулирование частоты вращения в очень широких пределах. Пуск двигателя при этом происходит без потерь энергии, так как нет пускового реостата (безреостатный пуск).

1.3.4. Регулирование скорости вращения двигателя независимого возбуждения в системе генератор-двигатель (Г-Д).

Система Г-Д, рис. 3а служит для реализации регулирования скорости изменением подводимого напряжения к якорю двигателя и позволяет получить плавное регулирование скорости в широких пределах. Якорь генератора Г вращается с постоянной скоростью двигателем переменного тока – синхронным или асинхронным электродвигателем. Напряжение на щетках генератора изменяется с помощью магнитного потока генератора за счет изменения тока в его обмотке возбуждения (ОВГ) сопротивлением R_овг практически от нуля до номинального, так как . В связи с этим для пуска двигателя отпадает необходимость в пусковом реостате. Напряжение, снимаемое со щеток якоря генератора Г, подводится на щетки якоря двигателя Д. Механические характеристики, получаемые при регулировании скорости подводимым напряжением, будут располагаться вниз от основной и параллельно, рис. 3б. Наклон естественной механической характеристики двигателя в системе Г-Д больше, чем у естественной двигателя, так как в цепь якоря двигателя включается сопротивление якоря генератора. Диапазон регулирования составляет от 6:1 до 8:1. Пределы регулирования могут быть расширены за счет изменения магнитного потока двигателя, Д=2:1 (общий диапазон регулирования составляет от 12:1 до 16:1).

Система Г-Д из-за своих преимуществ (плавности регулирования, больших пределов регулирования, жестких характеристик при регулировании) нашла широкое распространение.

К недостаткам системы Г-Д следует отнести: 1. Двойное преобразование энергии – что приводит к снижению КПД; 2. Наличие в системе трех электродвигателей ведет к увеличению установленной мощности в 3 раза; 3. Большие габариты, необходимость установки фундамента; 4. Высокие капитальные и эксплуатационные затраты.

а) б)

Рис.3. Схема регулирования скорости двигателя по системе Г-Д (а) и механические характеристики системы (б).

С целью расширение пределов регулирования системы Г-Д, придания ее характеристикам специальной формы применяют в цепи питание обмоток возбуждения генератора и двигателя усилители – электромашинные, магнитные и электронные, имеющие одну или несколько цепей отрицательной обратной связи О.О.С.

1.3.5. Регулирование скорости двигателя питанием от управляемых выпрямителей

Указанных выше недостатков системы Г-Д имеют схемы приводов, у которых регулировка напряжения на электродвигателе осуществляется управляемыми выпрямителями. В настоящее время управляемые выпрямители выполняют на тиристорах под названием тиристорных преобразователей, которые обеспечивают пуск, регулировку скорости, торможение, реверс, получение специальных механических характеристик.

Высокие качества тиристорных преобразователей объясняются ценными свойствами тиристоров, представляющих собой четырехслойную кремниевую структуру, смежные слои которой обладают различными проводимостями электронной и дырочной, разделенные тремя p-n переходами 1, 2 и 3 (рис. 4а). Толщина слоев и концентрация основных носителей заряда в слоях различна. Тиристор имеет три электрода (рис. 4б). Крайние переходы П1 и П3 являются проводящими для тока от катода к аноду, средний П2 является для этого тока запирающим. Чтобы открыть тиристор при напряжении меньшем U_вкл необходимо к электроду УЭ подвести от источника напряжения Е_у потенциал, положительный относительно катодаК тиристора. При этом переход 3 смещается напряжением Е_у в проводящем направлении, в цепи появляется ток управления I_у, возникает инжекция электронов из области n4 в область Р_з. снижается потенциальный барьер перехода 1, так как часть инжектированных электронов перебрасывается электрическим полем перехода 2 в область n2, что увеличивает встречную инжекцию дырок и ток тиристора. При некотором токе I_у сумма коэффициентов возрастает настолько, что α₁₁ и α₁₂ = 1 и тиристор открывается. Переключаясь из закрытого состояния в открытое (рис. 4в), тиристор коммутирует некоторую мощность, равную произведению напряжения и тока первичной цепи. Это мощность может быть на несколько порядков больше управляющей мощности (коэффициент усиления по мощности у тиристоров 10⁴ 10⁵).

Рис.4. Структура тиристора: а) обозначение на схеме; б) вольт-амперная характеристика

В открытом тиристоре изменением тока управления нельзя изменить тока анода или закрыть тиристор. Тиристор закрывается при снижении напряжения E₀ до нуля. Когда тиристор работает в цепи переменного тока, то это происходит автоматически после того, как изменяется знак приложенного к нему напряжения. Чтобы закрыть тиристор, работающий в цепи постоянного тока, применяют либо схемы искусственной коммутации, либо отключают питающее напряжение.

Если Э.Д.С. источника энергии изменяется по синусоиде, то ток прерывается при прохождении через нуль. В момент начала положительного полупериода необходимо отпирать вентиль током I_у, для чего подают положительный импульс напряжения на У.Э. от системы управления. Изменяя момент подачи положительного импульса относительно точки начала полуволны напряжения, где  = 0, можно изменить продолжительность работы вентиля и среднее напряжение на нагрузке.

В тиристорных преобразователях приводов постоянного тока применяют различные схемы соединения тиристоров с источником питания, нагрузкой и схемой управления. При питании привода от сети переменного тока используют схемы регулируемого выпрямителя с потенциальным или с импульсно-фазным управлением. При питании привода от сети постоянного тока применяют схемы широтно-импульсного и частотно-импульсного регулирования напряжения.

Для примера рассмотрим схему нереверсивного тиристорного преобразователя с динамическим торможением (рис. 5).Тиристоры VS1÷VS6 образуют трехфазную мостовую схему выпрямителя, обеспечивающую получение напряжения с повышенной частотой пульсации. Блок управления формирует импульсы положительной полярности, временное положение которых для каждой группы тиристоров фаз А, Б и С изменяется в пределах угла α от 0 до 120^о. При угле α = 0^о среднее значение выпрямленного напряжения будет максимальным U_{ср. о max}., а при α = 120^о равно нулю.

Рис.5. Функциональная схема нереверсивного тиристорного преобразователя

Тиристоры каждой фазы при α = 0^оработает в течение , а при увеличении угла время работы тиристоров уменьшается в соответствии с уравнением .

Изменением выпрямленного напряжения осуществляется пуск и регулировка скорости.

Для остановки электродвигателя тиристоры VS1÷VS6 запираются, а тиристор VS7 открывается, замыкая якорь двигателя на тормозное сопротивление R_т.

Тиристорные преобразователи широко применяются в качестве возбудителей в системе Г-Д, заменяя электромашинные и силовые магнитные усилители.

Регулирование скорости двигателей питаемых от аккумуляторов или контактной сети. Изменение напряжения питания двигателей постоянного тока производят двумя способами: 1. С помощью добавочных сопротивлений; 2. С помощью импульсных регуляторов постоянного напряжения работающих на принципе широтно-импульсного преобразователя (ШИП). Импульсные регуляторы применяют в электроприводах механизмов получающих питание от аккумуляторов или контактных сетей постоянного тока, это шахтные электровозы, электрокары, ручные электроинструменты.

Схема нереверсивного ШИП постоян­ного напряжения рис 7 состоит из электронного ключа, дросселя и обратного диода. В схеме в качестве ключа в зависимости от мощности применяют транзисторы или тиристоры. В схеме, приведённой на рис.6, принят тиристор, а между ним и нагрузкой включена индуктивностьL. При отпирании тиристора V1по индуктивностив нагрузку протекает ток i_н (на рис.6, а путь тока показан сплошной линией), при этом сердечникLнамагничиваясь запасает энергию. При запирании тиристора ток в нагрузке i_н2 (путь тока пока­зан пунктирной линией) за счет э. д. с. самоиндукции L сохраняет свое прежнее направление, замыкаясь через обратный диод V2 на начало индуктивности. При открытом тиристоре диод закрыт. Эпюры напряжений и токов в схеме показаны на рис.6, б.

Выходное напряжение схема регулирует от нуля (при τ_и = 0) до входного напряжения U_d (при τ_и = T) в соответствии с уравнением U_n=U_d (τ/T).

Изменяя ширину импульса, т. е. величину коэффициента заполнения, можно полу­чать на выходе ШИП различные значения среднего напряжения на нагрузке, которое всегда меньше напряжения источника питания.

Частота вращения асинхронных электродвигателей определяется уравнением: .

Следовательно, ее можно регулировать, изменяя частоту F питающего напряжения, число пар полюсов p и величину скольжения S. Возможно регулирование частоты каскадным соединением двигателя с другими электрическими машинами.

Регулирование скорости изменением числа пар полюсов находит широкое применение в электроприводах с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Промышленность выпускает их двухскоростными, трехскоростными и четырехскоростными.

Изменение числа пар полюсов наиболее просто достигается у двухскоростных электродвигателей, имеющих две независимые обмотки на статоре. Отечественные двухскоростные электродвигатели серии 4А имеют следующие соотношения скоростей (синхронных): 3000/1500, 1500/750, 1000/500. У трехскоростного электродвигателя одна обмотка предназначается на две скорости с соотношением 1:2, вторая — на одну скорость, имеются следующие скорости:

а) Ү/ҮҮ б)∆/ҮҮ

Рис.7 Схемы включения многоскоростных асинхронных электродвигателей

3000/1500/1000, 1500/750/1000. У четырехскоростного электродвигателя каждая обмотка обеспечивает получение двух скоростей с тем же соотношением 1:2 500/750/1000/1500.

Приведенные на рис.7 схемы переключения числа пар полюсов применяются в многоскоростных асинхронных электродвигателях отечественного производства. На рис. 7a изображена схема звезда — двойная звезда (Y/YY). Здесь при большем числе полюсов обе части фазной обмотки соединены последовательно, и при включении в сеть их соединяют в звезду. При вдвое меньшем числе полюсов половины фазных обмоток соединяются в две параллельно включенные звезды.

На рис.7б приведены схемы треугольник — двойная звезда (∆/YY). Здесь при большем числе полюсов обе части фазной обмотки включены последовательно, а фазные обмотки соединяются треугольником. При вдвое меньшем числе полюсов питающие провода подводятся к середине сторон треугольника, а его углы соединяются в одной точке. Таким образом, получается схема двойной звезды.

Регулирование скорости переключением числа пар полюсов дает ступенчатое регулирование. Оно является простым и экономичным, механические характеристики при всех скоростях остаются жесткими. Диапазон регулирования 1:6 (8). Широкое использование многоскоростных электродвигателей в металлорежущих станках значительно уменьшило количество механических передач.

Регулирование скорости вращения за счет скольжения осуществляется изменением добавочного сопротивления в цепи ротора и может применяться только для электродвигателей с фазным ротором. При введении дополнительного сопротивления в цепь ротора величина скольжения возрастает, а скорость при заданном нагрузочном моменте будет соответственно снижаться, что приведет к изменению наклона механической характеристики. Регулирование скорости происходит при постоянном моменте и переменной мощности на валу электродвигателя. Поэтому такое регулирование целесообразно применять для механизмов, работающих при М = const, т.е. крановых механизмов, приводов передвижения горных машин. Регулирование скорости неэкономично, так как сопровождается большими потерями. Потери мощности при регулировании можно приближенно оценить по уравнению:

,

где P₁ - подводимая к электродвигателю мощность.

Из выражения следует, что при снижении скорости «вниз» на 50% (S= = 0,5) половина подводимой к электродвигателю мощность превращается в потери. Поэтому диапазон регулирования будет небольшим, т.е. не будет превышать величины порядка 1:2.

Введение добавочного сопротивления в цепь ротора при данном регулировании скорости приводит к неустойчивой работе привода на малых скоростях, так как увеличение крутизны механической характеристики создает колебания скорости при небольших изменениях момента сопротивления нагрузки. Этот фактор также ограничивает диапазон регулирования скорости вращения.

Регулирование скорости асинхронных электродвигателей осуществляется также при помощи дросселей насыщения: а цепь статора электродвигателя включается реактивное сопротивление с переменной индуктивностью. Изменение индуктивности реактивных сопротивлений (дросселей) происходит путем изменения величины постоянного тока, протекающего через обмотку управления дросселями (рис. 8а). При равных токах в управляющей обмотке в цепь статора будут вводиться переменные реактивные сопротивления, в результате чего напряжение на зажимах статора электродвигателя при данном токе нагрузки будет снижаться, чем достигается соответствующее изменение скольжения, т.е. скорости вращения (рис. 8б). Достоинством описанного способа является плавное регулирование скорости вращения электродвигателя; недостатком — существенные потери энергии в роторе; уменьшение коэффициента мощности электродвигателя и громоздкость.

а) б)

Рис. 8. Схема асинхронного двигателя с дросселем насыщения в цепи статора (а) и его механические характеристики (б).

Регулирование скорости асинхронных электродвигателей изменением частоты питающей сети.

Наиболее совершенным является частотный способ регулирования скорости асинхронных электродвигателей, обеспечивающий возможность регулирования «вверх» и «вниз», жесткие механические характеристики при любой скорости, широкий диапазон регулирования. Регулирование частоты питающей сети осуществляют специальными источниками переменного тока - статическими преобразователями частоты. В качестве источника напряжения с регулируемой частотой применяют частотные преобразователи со звеном постоянного тока и, реже, непосредственного (прямого) преобразования, которые регулируют частоту вниз от 50 Гц. Преобразователи со звеном постоянного тока (ПЧ) выполняются по схеме рис.9 и состоят из звена постоянного тока (регулируемый или нерегулируемый выпрямитель) и инвертора напряжения или тока. Инверторы бывают однофазные и трёхфазныё. Ключи инверторов делают на не запираемых и запираемых тиристорах и на биполярных, полевых и IGBT транзисторах. Трёхфазные инверторы на не запираемых тиристорах имеют векторное управление и поэтому формируют выходное напряжение ступенчатой формы, амплитуда которого изменяется через π/3 (рис 9а), что требует установки перед двигателем специального фильтра и искажает форму напряжения сети. Современные инверторы на транзисторах позволяют использовать широтно- импульсную модуляцию (ШИМ) с частотой 0,3-15кГц, что обеспечивает получение на выходе синусоидального напряжения с пульсацией в десятки мВи следовательно не требуются фильтры и нет искажения напряжения сети. В зависимости от мощности ПЧ питаются от однофазной и трёхфазной сети. Шкала мощностей преобразователей частоты от 120Вт до 10000 кВт. Выходное напряжение бывает однофазным и трёхфазным до 1000 вольт и выше 1000вольт.

Типовая схема низковольтного преобразователя частоты, представленная на рис. 9 выполнена с применением в схеме инвертора напряжения IGBT транзисторов. В нижней части рисунка изображены графики напряжений и токов на выходе каждого элемента преобразователя.

Переменное напряжение питающей сети (U_вх) с постоянной амплитудой и частотой (U_вх = const, f_вх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1).

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (U_выпр) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр (2) образуют звено постоянного тока.

С выхода фильтра постоянное напряжение U_d поступает на вход автономного импульсного инвертора (3), схема которого может быть однофазной или трехфазной выполненной на тиристорах или транзисторах.

Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как правило, выполняется на основе силовых биполярных, полевых или транзисторах с изолированным затвором IGBT. На рассматриваемом рисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.

В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения U_d в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение U изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечивается в середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя (рис.9). Амплитуда и частота напряжения синусоидального выходного напряжения определяются параметрами импульсов управления транзисторами инвертора. При высокой несущей ча-

Рис9. Структурная схема ПЧ со звеном постоянного тока

стоте ШИМ (2 - 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи.

В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1) изменение амплитуды напряжения U_вых может достигаться регулированием величины постоянного напряжения U_d, а изменение частоты – режимом работы инвертора (3).

При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня амплитуды высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует).

Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (U_вых = var, f_вых = var).

Инвертор (рис. 10а) выполнен по мостовой схеме и состоит из шести транзисторов VT1-VT6 и шести диодов VD1-VD6. Транзисторы VT1-VT6 обеспечивают подачу через определенные промежутки времени импульсов напряжения на фазы А, В, С двигателя АД. Изменяя периодичность включения и выключения транзисторов Т, изменяют частоту выходного напряжения F=1/T. Диоды VD1-VD6 передают источнику питания электромагнитную энергию, накапливаемую в индуктивностях фаз двигателя, т.е. компенсируют реактивную мощность нагрузки. Благодаря применению этих вентилей устраняются перенапряжения на элементах инвертора, и обеспечивается независимое друг от друга включение и выключение транзисторов.

Напряжение переменного тока на выходе инвертора может регулироваться различными способами:

а) Изменением питающего напряжения U_d источника постоянного тока (рис. 9б).

б) Изменением длительности высокочастотных импульсов τ пропускаемых каждым транзистором в течение полупериода Т/2 рабочей частоты (широтно-импульсная модуляция) в соответствии с уравнением

Uвых = Ud(τ/Т). В этом уравнении период повторения импульсов Т=const, а τ=var. При модуляции (регулировании) τ изменяют от 0 до Т, что обеспечивает изменение Uвых по синусоидальному закону (рис. 10б) в функции изменения τ, которую, в соответствии с программой задаёт система управления обычно выполняемая на микропроцессорах.

Рис. 10 Упрощенная схема трехфазного автономного инвертора (a) и кривая изменения его выходного напряжения (б).

1.5. Вопросы для самопроверки

1. Перечислить показатели регулирования скорости электродвигателей.

2. Какими способами регулируется скорость двигателей постоянного тока?

3. Проанализировать достоинства и недостатки способов регулирования скорости электроприводов на основе их механических характеристик.

4. Достоинства системы генератор-двигатель.

5. Перечислить способы регулирования скорости по системе Г-Д.

6. Написать уравнение механической характеристики системы генератор-двигатель.

7. Почему жесткость механической характеристики системы Г-Д меньше жесткости механической характеристики двигателя постоянного тока питаемого от сети?

8. Что называется характеристикой холостого хода генератора?

9. Перечислить недостатки системы Г-Д.

10. Какие достоинства имеет регулирование скорости двигателя постоянного тока от управляемого выпрямителя?

11. Начертите вольтамперную характеристику тиристора.

12. Какой принцип положен в основу схемы нереверсивного тиристорного преобразователя?

13. Перечислите способы регулирования скорости асинхронного двигателя.

14. Какие способы регулирования скорости электродвигателей применяют на драгах?

15. Какие имеются способы частотного регулирования скорости асинхронных электродвигателей?

16. Начертите структурную схему тиристорного преобразователя частоты.

17. Какими способами можно регулировать напряжение переменного тока на выходе инвертора тиристорного преобразователя частоты?