5.9. Асинхронные электроприводы с регулированием напряжения на статоре Функциональная схема электропривода

Регулировать угловую скорость вращения асинхронного двигателя можно, изменяя напряжение на его статоре [15, 17]. Правда, в разомкнутой системе электропривода эффективность такого регулирования очень мала из-за крайне незначительного диапазона устойчивых скоростей вращения двигателя. В замкнутой же системе благодаря введению внешней отрицательной обратной связи по скорости удается получить механические характеристики с устойчивыми скоростями вращения во всем первом квадранте. В этом случае в цепь статора асинхронного короткозамкнутого двигателя включается тиристорный преобразователь напряжения ТПН UZ, при этом статорная обмотка каждой фазы двигателя подключается к питающей сети пременного тока через два встречно-параллельных тиристора (рис. 5.21), изменяя угол управления которых, можно регулировать напряжение на статоре.

Вход системы импульсно-фазового управления ТПН подключается на выход ПИ-регулятора скорости РС AR, с помощью которого производится настройка контура регулирования скорости КРС с достижением требуемых показателей качества. Величина требуемой скорости вращения двигателя МА пропорциональна напряжению на выходе потенциометра RP1, которое сравнивается на входе РС с напряжением канала отрицательной обратной связи по скорости, снимаемым с выхода датчика скорости ДС UV.

В схеме возможно и динамическое торможение двигателя, когда по обмотке статора пропускается выпрямленный ток через два тиристора соседних фаз при полностью закрытых остальных тиристорах. В этом случае ТПН содержит специальный блок логики, разделяющий режим поддержания скорости, когда работают все тиристоры, и режим динамического торможения, когда включаются только два тиристора.

На рис. 5.22 изображено два семейства механических характеристик асинхронного электропривода: в разомкнутой системе при разных фиксированных напряжениях на статоре U₁  U₂  U₃ и в замкнутой системе поддержания скорости (штриховая линия). В разомкнутой системе диапазон регулирования скорости весьма невелик и при постоянной величине момента статической нагрузки ограничен устойчивой ветвью естественной механической характеристики.

Иначе ведет себя электропривод в замкнутой системе, где режим поддержания заданной скорости вращения электропривода осуществляется следующим образом. Предположим, что начальное состояние электропривода определялось точкой а, находящейся на неустойчивом участке механической характеристики (рис. 5.22). Если действие какого-либо возмущения (например, изменения момента статической нагрузки) вызовет изменение скорости враще­ния электропривода, то изменится и напряжение тахогене­ратора BR. Это приведет к изменению напряжения на выходе датчика скорости, изменению разни­цы между напряжениями на выходах задающего потенциометра RP1 и датчика UV, изменению напряжения на выходе регулятора скорости РС и напряжения на выходе преобразователя UZ так, что электромагнитный момент двигателя изменится в сторону восстановления скорости. Механи­ческие харак­терис­тики электропри­вода идут горизон­тально и ограни­чены слева верти­кальной осью (когда все тиристоры в преобразователе пол­ностью закрыты), а справа  естественной механической характеристикой электро­привода (когда тиристоры полностью открыты).