книги из ГПНТБ / Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением

стве рабочего потока машины и нет необходимости при­ нимать во внимание 'Нелинейность кривой намагничива­ ния магнитопровода.

Асинхронная машина с фазным ротором, у которой выполняется условие (1-68), заслуживает особого вни­ мания, так как независимость потока машины от aQ дает возможность получить линейную зависимость пере­ грузочных моментов от сигнала UQ для значений момен­ та, значительно превышающих номинальное значение. Этим асинхронная машина с фазным ротором выгодно отличается от всех рассмотренных выше машин перемен­ ного, тока. Можно заметить аналогию в -принципе ком­ пенсации реакции токов статора на поток у машины г фазныл. ротором ц у машины постоянного тока с ком­ пенсационной обмоткой.

На рис. 1-14 'представлена структурная схема приво­ да с асинхронной машиной с фазным ротором. Эта схе­

50

Соединение статорных и роторных обмоток машины на рис. 1-14 произведено таким образом, что выполняются условия (1-75). В приводе круговая частота Qi токов статора равна круговой частоте Q2 токов ротора и для них справедливо равенство

Q, = Q,= Q/2.

Из (1-15) с учетом (1-43), (1-64), (1-75) и (1-81) получаем выражение для фазного напряжения статора

Из (1-80), принимая во внимание (1-64), находим намагничивающий ток г'о обмотки

Необходимо отметить, что этот ток создает только

51

скорость машины в рассмотренном приводе в 2 раза выше угловой скорости поля в статоре (в роторе).

Более выгодным становится применение распростра­ ненных преобразователей энергии на тиристорах с непо­ средственным преобразователем напряжения промышлен­ ной сети 50 г ц в напряжение регулируемой частоты,

52

а также преобразователей энергии на МУ при питании от сети с частотой 50 или 400 г ц .

6) Питание от двух источников частоты

В тех случаях, когда задача регулирования сводится к изменению частоты вращения нагрузки на относитель­ но небольшую величину (в обе сторо­ ны) от некоторой номинальной часто­ ты, целесообразно использовать при­ вод, в котором асинхронная машина питается от двух источников частоты:

от сети промышленной частоты и от источника регулируемой частоты. При этом частота промышленной сети опре­ деляет номинальную частоту враще­ ния нагрузки, а частота регулируемо­ го источника задает требуемое откло­ нение частоты вращения от номиналь­ ной. В этом случае основная мощность потребляется приводом из сети, а мощ­ ность регулируемого источника состав­ ляет небольшую долю от основной мощности.

В приводе с машиной, имеющей фазный ротор, к промышленной сети могут быть подключены либо статорные, либо роторные обмотки. Для

определенности и для общности с рассмотренными выше приводами будем считать, что к сети подключены обмот­

где Q.2—круговая частота промышленной сети; U2m — амплитуда напряжения сети.

-- Фазы напряжений ud и uq выбраны таким образом, что обеспечивается отрицательное направление враще­ ния поля ротора относительно ротора. При этом ротор машины 1 вращается в положительную сторону (против часовой стрелки) с номинальной угловой скоростью Р.?. При необходимости обратного вращения с номинальной

53

После интегрирования (1-86) при /"2=0 получаем:

Эти токи являются токами возбуждения машины. Однако они могут и не потребляться из сети, если на вход датчика 4 подать сигнал uD соответствующей вели­ чины.

Если принять

55

Как видно из этого выражения, момент машины не зависит ни от угла 0, ни от величины и направления скорости его изменения. Момент линейно зависит от сиг­ нала UQ. Сигнал UD, как было показано, влияет «а реак тивные составляющие токов id >и iq, потребляемые обмот­ ками ротора из сети. Механические характеристики при­ вода являются мягкими и аналогичны характеристикам рис. 1-5. Необходимо только принять во внимание, что они смещены по оси скоростей на величину номиналь­ ной скорости Qo. На рис. 1-17 показаны эти характери­ стики.

Определим активную мощность Р , потребляемую из сети:

ступающая с вала привода и от преобразователя энер­ гии.

Сравним момент привода с короткозамкнутой асин­ хронной машиной с моментом рассматриваемого приво­ да. Ранее было показано, что в приводе с короткозам-

56

кнутоп машиной результирующая н. с. определяется сиг­ налом uD. Следовательно, амплитуда тока холостого хо­ да этой машины из (1-63) равна Iom=KoiiD- Заменяя ве­

холостого хода, приведенного к статорной цепи, то (1-91) r-сримет вид (1-92). Следовательно, моменты, развивае­ мые обоими приводами, одинаковы, причем регулирова­ ние моментов происходит при неизменном потоке, не за­ висимом от момента (сигнала UQ), Ч Т О справедливо Т О Л Ь ­ К О при пренебрежении индуктивностью рассеяния обмо­ ток ротора. Отметим, что сравнение велось в предполо­ жении идентичности статорных цепей машин и преобра­

зователей энергии приводов.

Структурная схема рассматриваемого привода в ос­ новном аналогична схеме рис. 1-11. Разница заключает­ ся в том, что к обмоткам wa и wq подведены напряже­ ния иС1 и uq, определяемые выражениями (1-85). Угол у для привода определяется согласно (1-87). На практике выполнение этого условия сводится к использованию в качестве электромеханической системы 13 маломощно­ го синхронного двигателя, питаемого от той же сети, к которой подключены обмотки ротора асинхронной ма­

57

Уравнение (1-95) получено в 'предположении, что ак­ тивные сопротивления роторных обмоток равны нулю. Если тринять равной нулю и индуктивность рассеяния роторных обмоток, то Lid макс = £ и машина будет рабо­ тать с постоянным магнитным потоком, определяемым током холостого хода:

Тогда для напряжения на статоре будем иметь урав­ нение в комплексной форме

а для тока холостого хода

Выражение для напряжения ыг в роторной цепи мо­ жет быть получено из (1-85) и (1-88). Введем обозна­ чения:

58