31.Принцип частотного регулирования скорости ад. Механические характеристики ад при частотном регулировании.

Принцип частотного метода регулирования скорости АД заключается в том, что, изменяя частоту f₁питающего напряжения, можно в соответствии с выражением ₀ при неизменном числе пар полюсов p изменять угловую скорость магнитного поля статора . Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью. Регулирование скорости при этом не сопровождается увеличением скольжения АД, поэтому потери мощности при регулировании невелики.

Частотное регулирование скорости значительно расширяет возможности асинхронных электроприводов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Возможность изменения скорости АД при регулировании частоты f1 следует непосредственно из выражения ωo=2π f1 /р . Из которого видно, что синхронная скорость АД прямо пропорциональна частоте питающего напряжения. При регулировании частоты возникает также необходимость регулирования напряжения источника питания. Действительно, ЭДС обмотки статора АД пропорциональна частоте и потоку

Е1=kФf1.

Из приведенного выражения следует, что при неизменном напряжении источника питания U1 и регулировании его частоты меняется магнитный поток АД. В частности, уменьшение частоты f1 приводит к возрастанию потока и, как следствие, к насыщению машины и увеличению тока намагничивания, что связано с ухудшением энергетических показателей двигателя, а в ряде случаев и к его недопустимому нагреву. Увеличение частоты f1 приводит к снижению потока двигателя, что при постоянном моменте нагрузки на валу в соответствия с выражением М= kФI2cosφ2 приводит к возрастанию тока ротора, т.е. к перегрузке его обмоток по току при недоиспользованной стали. Кроме |того, с этим связано снижение максимального момента и перегрузочной способности двигателя.

Для наилучшего использования АД при регулировании скорости изменением частоты необходимо регулировать напряжение, одновременно в функции частоты и нагрузки.

Обычно при регулировании выше основной скорости частота источника питания превышает номинальную не более чем в 1,5 - 2 раза. Указанное ограничение обусловлено прежде всего прочностью крепления обмотки ротора.

Регулирование скорости вниз от основной, как правило, осуществляется в диапазоне 10 ÷ 15. Нижний предел частоты ограничен сложностью реализации источника питания с низкой частотой, возможностью неравномерности вращения и рядом других факторов. Таким образом, частотное регулирование скорости АД может осуществляться в диапазоне 20 ÷ 30. Из всего многообразия зависимостей Мс(ω) в теории электропривода обычно рассматриваются три наиболее часто встречающиеся типа статических нагрузок и закона частотного регулирования (рис. 1):

1) момент статической нагрузки не зависит от скорости

x=0; Mc=const; закон - (U1/f1) =const;

2) при регулировании скорости мощность на валу остается

постоянной

Pc=const; x= -1; закон - ;