Основные сведения

Частотное регулирование асинхронных двигателей.

 

 

 

Возможность регулирования скорости вращения W ротора АД изменением частоты питающего напряжения f₁ вытекает из выражения синхронной скорости

W ₁ = ,

где p - число пар полюсов асинхронного электродвигателя.

Для реализации частотного регулирования угловой скорости вращения используются полупроводниковые (тиристорные или транзисторные) преобразователи, выходное напряжение и частота которых изменяются независимо или по какому-либо закону.

Преобразователи частоты (ПЧ) бывают двух типов:

1) с непосредственной связью нагрузки и питающей сети (ПЧН);

2) со звеном постоянного тока.

ПЧН используются в тех случаях, когда частота напряжения питающей сети гораздо выше частоты напряжения питания нагрузки, например, в безредукторных низкоскоростных приводах где необходимо плавное регулирование угловой скорости (приводы шаровых мельниц, крановые электроприводы), а также в машинах двойного питания.

ПЧН позволяют регулировать выходную частоту только вниз от частоты питающей сети f_С, причем

f_ВЫХ.max = ( 0.3....0.5 ) f_С.

ПЧ со звеном постоянного тока позволяют изменять выходную частоту как вверх, так и вниз от частоты питающей сети и могут применяться в электроприводах различных промышленных механизмов.

Полупроводниковые ПЧ имеют высокие КПД (0.92¸0.98), надежность, быстродействие, а также малые массу и габариты.

В зависимости от требований, предъявляемых к системам частотного управления, применяются разомкнутые и замкнутые системы управления частотно-регулируемыми приводами.

Разомкнутые системы частотного управления обычно имеют жесткую связь между регуляторами частоты и напряжения, которая реализуется посредством функционального преобразователя, обеспечивающего требуемый закон изменения напряжения на статоре АД в функции частоты. Разомкнутые системы позволяют обеспечить требование постоянства перегрузочной способности двигателя в ограниченном диапазоне регулирования, зависящего от характера нагрузки (при M_С = const от (0.2¸0.3) W_Н до номинальной скорости W_Н ).

В замкнутых системах регулирования скорости перегрузочная способность АД поддерживается постоянной выбором соответствующего закона изменения питающего напряжения в функции частоты, а жесткость механической характеристики - обратной связью по э.д.с., скорости и т.д..

В разомкнутых системах реализуются следующие законы регулирования:

- для механизмов с постоянным моментом сопротивления M_С = const, закон изменения напряжения от частоты имеет вид U/f₁ = const, либо E/f₁ = const c IR - компенсацией;

- для вентиляторной нагрузки при диапазоне регулирования скорости D = 2:1 закон изменения напряжения от частоты имеет вид U/f₁² = const;

- для механизмов с постоянной мощностью P_С = const закон изменения напряжения будет U /= const.

Частотное регулирование скорости является экономичным, т.к. управление производится при малых скольжениях.