7 Лабораторная работа 6 Система " Тиристорный преобразователь частоты - двигатель "

7.1 Цель работы

Экспериментальное исследование механических, электромеханических, рабочих и энергетических характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при частотном регулировании скорости вращения.

7.2 Общие сведения

7.2.1 Одним из способов регулирования скорости асинхронного двигателя (АД) является способ, основанный на изменении частоты и величины питающего напряжения /1,2/. Изменение частоты приводит к изменению скорости вращения магнитного поля статора:

, ( 7.1 )

а, следовательно, скорости вращения ротора АД. Для реализации такого метода регулирования электропривод должен содержать источник энергии переменной частоты. В настоящей лабораторной работе испытуемый АД получает питание от тиристорного преобразователя частоты. ТПЧ - 15.

7.2.2 Тиристорный преобразователь частоты типа ТПЧ - 15 предназначен для плавного регулирования скорости вращения асинхронного короткозамкнутого двигателя мощности до 10 кВт.

7.2.3 Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ - 15 состоит из управляемого выпрямителя, инвертора с отсекающими диодами, группы вентилей обратного тока и системы управления и имеет следующие узлы:

а) трансформатор силовой,

б) блоки тиристоров,

в) блоки вентилей,

г) блок фильтра,

д) блоки конденсаторов,

е) блок системы управления выпрямителем,

ж) блок системы управления инверторов,

и) блок управления,

к) блок питания,

л) блок подзаряда конденсаторов,

м) блок дросселей,

7.2.4 Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ - 15 преобразует трехфазное напряжение сети 380 В, 50 Гц в трехфазное напряжение регулируемой амплитуды и частоты. Основной задачей системы управления электроприводом является регулирование выходного параметра системы - скорости двигателя, которое осуществляется согласованным воздействием на вход системы, таким образом, чтобы обеспечить изменение частоты и напряжения на зажимах обмотки статора по закону :

, ( 7.2 )

где U - напряжение на зажимах обмотки статора, В;

I - ток статора, А;

R - сопротивление обмотки статора, Ом;

f – частота питающей сети, Гц.

7.2.5 Замкнутая система автоматического регулирования преобразователя ТПЧ - 15 построена по принципу сравнения задающего сигнала, пропорционального частоте, с сигналом обратной связи по внутренней э.д.с. двигателя ( E = U – I  R ).

Технические данные представлены в таблице 7.1

Таблица 7.1

Наименование параметра	Величина
1	2
Напряжение питающей сети, В Частота питающей сети, Гц Рабочий диапазон регулирования выходной частоты Диапазон регулирования рабочего напряжения, В Точность стабилизации выходного напряжения и частоты, % КПД при номинальной нагрузке cos при номинальном напряжении, не менее Входная мощность, кВА	380  10% 50  1 5 – 60 20 - 230 2 .8 0.8 15

Разность сигналов через полупроводниковый усилитель в блоке управления воздействует на систему управления выпрямителя (БСУВ), обеспечивающую необходимое изменение напряжение преобразователя.

Высокий коэффициент усиления позволяет стабилизировать напряжение на двигателе с точностью - 2%. Благодаря высокой стабильности рабочей части на выходе системы управления инвертором (БСУИ - 2а) возможно точное поддержание скорости двигателя механической характеристики асинхронного двигателя.

7.2.6 Схема преобразователя обеспечивает плавный частотный пуск (регулирование скорости двигателя в диапазоне 1 : 12 и частоте торможение без рекуперации энергии в сеть. Для обеспечения работы преобразователя в области низких частот (следовательно и низких напряжений) используется блок подзаряда коммутирующих конденсаторов (БПК).

7.2.7 Влияние частоты и напряжения на механическую характеристику проявляется в том, что при изменении частоты и напряжения изменяются и критическое скольжение и критический ( максимальный) момент /6/. Уравнения для критического скольжения, критического момента, механической характеристики имеют следующий вид /6/

, (7.2)

, (7.3)

, (7.4)

, (7.5)

где М_кн, S_кн – критический момент, Нм, и критическое скольжение при номинальной частоте,

 - отношение текущей частоты к номинальной f / fн;

 - отношение текущего напряжения к номинальному U / Uн.