Краткие основные теоретические положения

Регулирование частоты вращения ЭД-принудительное изменение согласно требованиям технологического процесса [2. с. 94].

Частота вращения ротора АД с КЗР [3. с. 207].

ω=кU^*, при М_с=const (1.0)

ω= ω_о(1-S)=2πf₁/p(1-S) (2.0)

Способы регулирования частоты вращения АД согласно выражению (1.0), (2.0), могут быть получены изменением:

1. напряжения питающей сети

2. числа пар полюсов

3. частоты питающего напряжения.

Изменение напряжения на выходах статора АД влияет на изменение критического и пускового моментов ЭД, так как, в общем случае, момент пропорционален U² [(3.0),(4.0)]. Вместе с тем, частота

*- предложена Морозовым В.А.

вращения идеального ХХ ω_о и критическое скольжение S_к не зависят от напряжения U [(2.0)]. Механические характеристики при данном способе регулирования ω приведены на рис.2.

Изменение числа пар полюсов АД влияет на изменение характеристик точек (базовых) точек механических (электромеханических) характеристики ЭД, так как:

М_п=3U² R^′₂/ ω_о(R_k²+X_k²)= 3U² R^′₂/ ω_оZ_к=3U² R^′₂ р/2πf₁Z_к (3.0)

М_к=3 U²/2 ω_о [R₁ R₁²+X_k²]= 3U²р/4 πf₁[R₁ R₁²+X_k²] (4.0)

S_k= R^′₂/ R₁²+X_k² (5.0)

Вид механических характеристик при изменении числа пар полюсов представлен на рис. 3.

Рис. 2. Механические характеристики Рис. 3. Механические характеристики

АД при регулировании частоты АД при регулировании частоты

вращения изменением подводимого вращения изменением числа пар

напряжения. полюсов.

В работе используется трехскоростной АД с синхронными частотами вращения 1000/1500/3000 об/мин. Для обеспечения данных частот вращения в пазы статора АД уложены две независимые обмотки на различное число пар полюсов:

- с 2р=6, соединенная в Y;

- с 2р=4/2, соединенная в Δ или YY(Δ/ YY) путем переключения полуобмоток каждой фазы с последовательного соединения на параллельное

(рис.4 2р=4 (Δ) 2р=2 (YY)

а) б)

Рис. 4 Соединение полуобмоток одной фазы АД:а) последовательно; б) параллельно.

Рис. 5. Расположение выводных проводов(клемм) коробки выводов трехскоростного трехфазного АД.

Расположение выводных проводов коробки выводов испытуемого электродвигателя представлено на рис. 5.

Изменением частоты f₁ питающего напряжения АД также влияет на базовые точки механической характеристики, что видно из (2.0)-(4.0).

Увеличение f₁ от f_1н приводит к уменьшению М_к, т. е. к уменьшению перегрузочной способности АД, что является не желательным (рис. 6.)

С целью сохранения перегрузочной способности АД одновременно с изменением частоты питающего напряжения, необходимо изменять и значение этого напряжения [3. с. 222-223]. Закон изменения напряжения при этом зависит от характера момента нагрузки.

При выборе соотношения между частотой и напряжением, подводимым к статору АД исходят из условия сохранения его перегрузочной способности γ, которая определяется отношением критического момента двигателя М_к к моменту нагрузки М_с т. е.

Γ = М_к/М_с=const (6.0)

Исходя из (6.0), в [2,3] определен закон изменения напряжения при частотном способе регулирования частоты вращения АД.

U/U₁=f₁/f1=M_c/M_c1 (7.0)

При постоянном моменте нагрузки М_с=const, согласно (7.0), получаем

U/f₁= const (8.0)

Т. е. напряжение на статоре должно изменяться пропорционально его частоте.

Рис. 6. Механические характеристики при частотном регулировании частоты вращения АД при: а) U= const, f₁-var. б) U/f₁, f₁-var.