1.4.1. U/f – регулирование в электроприводе с разомкнутой системой регулирования

U

Рис. 14. Т-образная схема замещения асинхронного двигателя

/f – регулирование электропривода построено на основе рассмотрения схемы замещения рис.14 (рис.1.2 в подразделе 1.2 [Л.1]), в которойиспользуются индуктивные сопротивления, рассчитанные при номинальной частоте, и относительные частотыи .

Часто стремятся получить закон регулирования в виде U/f=const, желая обеспечить постоянство критического момента и, следовательно, постоянство перегрузочной способности двигателя во всем диапазоне регулирования скорости. В табл.6.1 [Л.1] приведены выражения для момента двигателя и относительной частоты роторной ЭДС:

.

Из Из рассмотрения этих выражений видно, что закон частотного регулирования в указанном виде обеспечивает постоянство критического момента только в том случае, если значение активного сопротивления обмотки статора пренебрежимо мало и может быть положено равным нулю. В противном случае критический момент меняется при изменении частоты напряжения питания. Для иллюстрации этого положения на рис.15,а и б показаны участки механических характеристик приU/f=constи двух значениях частоты 157 рад/с (0.5) и 15.7 рад/с (0.05). Характеристики получены с векторной модели асинхронного двигателя, расчетная схема которой приведена на рис.16 (рис. 2.2, [Л.1]).Расчет выполнен для двигателя, параметры которого приведены в табл.1. Переменные рассчитываются в амплитудных значениях. Номинальное фазное напряжение на статоре при номинальной частотеопределено как /. постоянный коэффициент связи между напряжением и частотой равен. Так как одинаковый результат получается при любых соотношениях, если выполняется условие, то принято=0, что позволяет рассматривать двигатель, как систему с одним управляющим входом(сигнал задания однозначно связан с ним).

Поскольку активное сопротивление обмотки статора определяется конструкцией машины, воздействовать на его значение невозможно, но аналогичный эффект может быть получен путем компенсации влияния падения напряжения на этом сопротивлении соответствующим увеличения напряжения на обмотке статор [Л.1, подразделы 6.2 и 7.1]. Соответствующая расчетная схема, в которой напряжение рассчитывается в функции значений частоты напряжения на статоре и момента нагрузки, показана на рис.17. Подсистема, описывающая асинхронный двигатель, выполнена аналогично схеме рис.16. Рассчитанные механические характеристики обозначены, как , и для удобства сравнения показаны на рис.15 в тех же осях, что и характеристикиU/f=const.

Верхняя часть схемы реализует связь между частотой напряжения питания, частотой роторной ЭДС и напряжением на обмотке статора двигателя, которое обеспечивает постоянное соотношение между напряжением за активным сопротивлением статора и частотой.

4. Моделирование элктропривода, заменутого по скорости

1.4.1. Замкнутый по скорости электропривод, при Eа/f – регулировании

асинхронного двигателя

Модель электропривода, приведенная на рис.18 отличается от модели, показанной на рис.17, только наличием внешнего контура регулирования скорости. На входе системы регулирования предусмотрен регулятор скорости, на вход которого как обычно подается сигнал задания скорости и сигнал с отрицательной обратной связи датчика скорости (на рисунке коэффициент датчика скорости принят равным единице). Поскольку для расчета напряжения требуется частота роторной ЭДС, на выходе регулятора скорости предусмотрен сумматор, на котором суммируются положительный, умноженный на число пар полюсов, сигнал скорости и сигнал с регулятора скорости. При работе привода выполняется равенство . Поэтому выходной сигнал регулятора скорости пропорционален частоте роторной ЭДС.