3.10 Асинхронды электр жетегілерінің жиіліктік реттеу әдісі

АҚ бұрыштық жылдамдығын қоректендіретін кернеудің жиілігін өзгерту арқылы реттеудің мүмкіншілігі мынадан шығады

жиілік өзгерген кезде магнит ағыны да өзгеруі керек, себебі жиілік азайғанда магнит ағыны үлкейеді де, қозғалтқыштың магнит тізбегі қанығады, оған сәйкес АҚ-тың тоғы және температурасы кенет өседі, ал жиілік үлкейген кезде магнит ағыны азаяды да рұқсат етілетін момент азаяды. Жиілік түрлендіргіштердің шығысында жиілік жене кернеудің амплитудасы өзгертіледі. Жиілік түрлендіргіштер электр машиналық және вентильді болып екі түрге бөлінеді.

3.22-суретте тұрақты токтың аралық көзі бар электр машиналық жиілік түрлендіргіш (ЖТ) сұлбасы келтірілген.

3.22-Сурет. Тұрақты токтың аралық көзі бар электр машиналық жиілік түрлендіргіштің сұлбасы

Түрлендіргіш желілік кернеудің тұрақты жиіліктегі айнымалы тоғын реттелетін тұрақты кернеуге түрлендіретін агрегаттан (Қ1, Г1) құралады. Тұрақты кернеуді реттеу үшін Г1 генератордың қоздыру тоғын өзгертіп тұру керек. Қ2 қоғалтқыштың бұрыштық жылдамдығы Г1генератордың кернеуі өзгерген кезде ырғақты реттеледі, ал онымен бірге Г2 синхронды генератордың бұрыштық жылдамдығы реттеледі. Г2 генератордың бұрыштық жылдамдығы өзгерген кезде, оның қоздыру тоғы тұрақты болған кезде, генератордың жылдамдығын, кернеудің жиілігін және амплитудасын өзгертеді. Г2 генератордан ҚЗ - Қ5 асинхронды қозғалтқыштар тобы қоректенеді. Генератордың қоздыру тогының бағытын өзгерткен кезде, АҚ-тардың айналу бағыты өзгереді. Г2 генератордың және Қ2 қозғалтқыштың қоздыру тоғы тұрақты болғанда, оның бұрыштық жылдамдығын өзгерту арқылы шығу кернеуі U₂ / f₂ = const заңы бойынша автоматтық түрде реттеуге болады.

К2 тұрақты ток қозғалтқыштың бұрыштық жылдамдығын Г1генератордың ЭҚК-і номиналды болғанда, резистор R2 арқылы қоздыру токты азайтуға да, үлкейтуге де болады, бұл жағдайда Г2 генератордың кернеуінің жиілігі және амплитудасы да өседі.

Егер де АК-тардың жиілігі реттеліп тұрған түрлендіргіштен тұтынатын қуаты Р_ном тең болса, онда ЖТ-тің жалпы орнатылған қуаты тең:

Бұл жағдай электр машиналық ЖТ-тің кемшілігіне жатады.

Екінші кемшілік – бөлек машиналардың ПӘК-ердің көбейтіндісімен белгіленетін ЖТ-тің ПӘК-інің төмендігі. Мысалы, егер де әрбір машинаның толық жүктеме кезінде ПӘК — 0,9 болса, онда ЖТ-тің коминалды ПӘК-і тең 0,9⁴ = 0,66.

Асинхронды ЖТ ретінде 3.23-суретте көрсетілген сұлба қолданады. Мұнда негізгі түрлендіргіш ретінде фазалы роторы бар АҚ қолданылады

3.23-Сурет. Асинхронды жт-тін сұлбасы

АЖТ-тің статоры АТ автотрансформатор арқылы айнымалы ток желісіне қосылады. Бұл АЖТ-тің кірісіндегі кернеудің амплитудасын реттеуге жағдай туғызады. АЖТ-тің роторы білік арқылы Г-Қ жүйе бойынша бұрыштық жылдамдығы реттелетін Қ2 қозғалтқышпен байланысқан. Екінші реттік (роторлық) тізбек жиілігі f₂ және амплитудасы U₂ реттелетін кернеу көзі болады.

АЖТ-тің шығысындағы жиілік тең

(3.23)

мұнда , -Қ2 қозғалтқыштың бұрыштық жылдамдығы;

f₂ - қоректендіру желісінің жиілігі.

(3.23) теңдеуге "+" таңба ротордың айналу бағыты статордың магнит өрісінің айналу бағытына сәйкес кезінде, ал "-" таңба - кері кезіңде алынады. Олай болса, ротор өріске кері айналғанда f₂ > f₁ , бірдей айналса f₂ = f₁. Ротордың қозғалысы кезінде f₂ = f₁'.

Ротор өріске кері айналған кезде, жүктемеге АЖТ-тен берілетін энергия, М2 қозғалтқыштың білігінен түсетін механикалық энергиямен АТ автотрансформатор жағынан АЖТ-тің тұтынатын энергиясының қосындысына тең. Ротор өріспен бірдей айналған кезде статорға түсетін энергияның бір бөлігі жүктемеге, ал бұл жағдайда генератор режимінде жұмыс істейтін М2 қозғалтқышқа беріледі. Бұл бөлік Қ1 машина арқылы желіге қайтарылады.

М2 қозғалтқыштың білігінен түсетін Р_м және қоректендіретін желіден түсетін Р₂ активтік қуаттардың бөлінуі статормен ротордың жиіліктеріне пропорционалды, яғни

(3.24)

(3.25)

немесе

мұнда - АЖТ-тің шығысындағы тұтылатын қосынды қуат. Егер де АҚ-тардың орнатылған қуаты Р_ном болса, онда ЖТ-тің орнатылған қуаты (f₂ = 100 Гц, f₁ = 50 Гц кезде) тең.

P_ЖТ = P_қ1+P_Г+P_қ2+P_АЖЖ+P_АТ = 0,5P_ном+0,5P_ном+0,5P_ном+P_ном+0,5P_ном = 3P_ном

Вентильді-электр машиналық жиіліктік түрлендіргіштің сұлбасы 3.24-суретте көрсетілген.