Частотне регулювання

Цей спосіб дозволяє плавно збільшувати і плавно зменшувати частоту обертання ротору двигуна відносно її номінального значення. Разом з тим частотне регулювання n ₂ не зводиться тільки до зміни f ₁. З результатів аналізу виразу:

,

де U _1ф та E _1ф – відповідно, фазна напруга живлення та фазна ЕРС статорних обмоток АД,

випливає, що при U _1ф = const зміна f ₁ викликає зміну Ф₁ у зворотній пропорції. Збільшення магнітного потоку полюсу поля статора призводить до насичення феромагнітних елементів магнітного кола двигуна і росту намагнічуючого індуктивного струму, а зменшення – погіршує перевантажувальну здібність (М _н/ М _maх) двигуна.

Основний закон частотного регулювання був виведений М.П. Костенко і може бути відображений наступною формулою:

,

де U ₁, f ₁, M_k – поточні значення, відповідно, напруги живлення статорних обмоток, частоти напруги живлення статорних обмоток, моменту на валу двигуна; U _1н, f _1н, M _н – номінальні значення вказаних вище величин.

З формули випливає, що закони зміни U ₁ та f ₁ пов’язані між собою і визначаються характером зміни моменту на валу двигуна. Так, якщо регулювання частоти обертання ротора потрібно здійснювати підтримуючи постійним корисний момент на валу двигуна М₂ = const, то джерело живлення повинно давати можливість змінювати напругу і частоту напруги статорних обмоток за законом – U ₁ f ₁ = const. Щоб залишалася незмінною корисна потужність на валу двигуна Р ₂ = const (при цьому момент на валу двигуна змінюється за кривою), закон зміни U ₁ та f ₁ повинен бути таким – U ₁/(f ₁)^1/2 = const.

На рис. 4.20 показано, як змінюється механічна характеристика АД при реалізації частотного (f ₁₃ > f₁₂ > f ₁₁) способу регулювання n ₂ за умовою: М₂ = const (рис. 4.20, а) та Р ₂ = const (рис. 4.20, б). Тут же наголосимо, що при здійсненні частотного регулювання жорсткість робочої ділянки механічної характеристики двигуна практично не змінюється.

Хоча при застосуванні даного способу регулювання можна як збільшувати так і зменшувати частоту обертання ротора відносно номінальної але не нескінченно. Верхня межа частоти обертання ротора n _2maх у більшості випадків обумовлена механічною міцністю двигуна. Тому на практиці n _2maх звичайно не перебільшує 2 n _2н. Оскільки значне зменшення частоти обертання ротора може призвести до нестабільної роботи машини, то n _2min, як правило, є не меншою за 0,2 n _2н.

Основною причиною, яка стримує широке впровадження частотного способу регулювання, є складність перетворювачів частоти напруги. Існуючі перетворювачі частоти умовно можна поділити на дві групи: електромашинні (фактично складаються з чотирьох машин змінного струму і мають низький ККД внаслідок чотирикратного перетворення енергії) та вентильні (складні напівпровідникові пристрої).

Дата добавления: 2014-01-04