5.2 Регулювання ад за допомогою резисторів.

5.2.1 Резистор у колі статора (r1д).

Резистор R1д використовують для обмеження струму та моменту у перехідних режимах у АД з короткозамкненим ротором.

Можливо б було використовувати реакторне, але це суттєво зменшило б cosφ системи.

Із рівняння (5.1) виходить, що при S=const вмикання резистору R1д зменшує струм І2′ і, як наслідок, І1. Тому усі електромеханічні характеристики розташовані у першому квадранті нижче природної. Характеристики наведені на рис. 5.5, на якому бачимо, що резистор R1д не змінює , але зменшує струм короткого замикання, тобто пусковий.

Рис. 5.5

Резистор R1д викликає додатковий спад напруги, тому напруга на статорі зменшується і у квадраті зменшується величина Мmax, зменшується і жорсткість β, а також допущений момент навантаження. Діапазон регулювання при цьому дуже малий. Механічні характеристики наведені на рис. 5.6.

Рис. 5.6

Як слід з (5.3) величина Sкр декілька знижується. Інколи використовують R1д у одні фазі, результат – такий само, а резисторів менше.

Застосовують також схеми з імпульсним регулюванням R1д, як це наведено на рис. 4.25. Коли ξ=1 – характеристика природна, коли ξ=0 – характеристика відповідає значенню R1д.

При зростанні опору R1д, як бачимо на рис. 5.6, спадає швидкість і зростає ковзання S, тому також змушені зменшувати допустимий момент, бо витрати у колі ротора зростають пропорційно ковзанню (5.4).

5.2.1.1 Розрахунки резисторів r1д .

Введемо такі визначення:

• відношення струмів короткого замикання (пускових) по штучній та природній характеристиках ;

• аналогічне відношення моментів КЗ, .

Повний опір короткого замикання, коли R1д =0, за схемою на рис. 5.1, б:

, а активний опір ; .

Оскільки , то , тоді .

Величина cosφпуск залежить від потужності АД, а також від їх типу.

У першому наближені для АД потужністю 10…50кВт можливо прийняти для машин серії 4А cosφпуск≈0.4…0.3 відповідно, а для машин серії МТР і МТН cosφпуск≈ 0.7…0.5 відповідно.

5.2.2 Резистор у колі ротора (r2д) .

При такому вмиканні знижується струм І1, момент М і швидкість ω=ω0(1-S) .

Згідно виразу (5.10) для штучної (резисторної) характеристики жорсткість , (5.11)

а діапазон регулювання . (5.12)

Із рівнянь (5.11) (5.12) виходить, що із зростанням ковзання Sном.р зростає і величина D, а жорсткість спадає. Підставивши у (5.11) Sном.р і (5.12) одержимо: .

З курсу “Електричні машини” відомо, що при R2д=var електромеханічні характеристики аналогічні характеристикам на рис. 5.5, а механічні наведені на рис. 5.7.

Рис. 5.7

Діапазон регулювання звичайно D=2…3, тому що із зростанням значення R2д знижується не тільки жорсткість , але і ККД, тому що зростають втрати у колі ротора .

Іноді використовують схему імпульсного (параметричного) регулювання швидкості на рис. 5.8, а.

Рис. 5.8

Якщо ключ К замкнений (ξ=1) одержимо природну характеристику, якщо розімкнений (ξ=1) – резисторна характеристика по опору R на рис. 5.8, б. При такому регулюванні додаються втрати у ключі, тому енергетичні показники декілька гірші, ніж при звичайному ступінчатому регулюванні.