
49-96 / 54 ГЭУ с ПЧ в цепи главного тока
.docБ-80 ГЭУ с ПЧ в цепи главного тока
Изменяющийся по
частоте ток приводит к изменению угловой
скорости поля статора
в результате пропорционально изменяется
угловая скорость ротора. Плавное
изменение частоты тока статора и широкий
диапазон ее изменения позволяют плавно
изменять угловую скорость АД в широких
пределах.
Момент асинхронного
двигателя
зависит от значения магнитного потока
Ф в воздушном зазоре и угла \|/2.
Значение магнитного потока зависит от
отношения напряжения к частоте U/f;
поэтому,
регулируя вместе с частотой значение
напряжения, можно изменить магнитный
поток и вращающий момент АД. При
регулировании можно получить различные
механические характеристики АД. Если
,
то магнитный поток статора
следовательно,
критический момент Мкр
асинхронного
двигателя остается неизменными при
различных частотах тока статора (рис.)
Используется при
Если в процессе регулирования частоты
тока напряжение ТПЧ не изменять, то
с увеличением частоты тока значение
критического момента АД уменьшается
(рис).
Пуск АД проводят
при уменьшенной частоте и по мере его
ускорения частоту тока, подаваемого на
статор, увеличивают. При малой частоте
уменьшается индуктивное сопротивление
ротора Х2
= 2nf2L2
(при пуске),
увеличивается
cos\|/2
и соответственно пусковой момент АД
имеет увеличенное значение по сравнению
с тем значением момента, если бы на
статор подавался ток номинальной частоты
( рис.). Увеличенный пусковой момент
способствует большему ускорению ротора
АД и уменьшает время пуска.В последующем
для увеличения угловой скорости
ротора АД до номинальной частоту тока
статора постепенно увеличивают.Если в
процессе ускорения вращения ротора
частоту увеличивать медленно, то при
работе на каждой частотной характеристике
АД достигает угловой скорости на ее
рабочей части и переход на большую
скорость не сопровождается большими
бросками тока. Такой частотный пуск
называется «мягким». При «мягком»
пуске АД потери энергии и потребляемая
энергия сравнительно невелики, но
увеличивается время пускового процесса.
Если скорость изменения частоты тока
статора большая, то ротор АД не
успевают достичь скорости, соответствующей
критическому скольжению
,
и переход с одной частотной
характеристики
на другую происходит в области их
неустойчивых частей. Такой режим
частотного пуска, характерный большими
значениями тока и потерь, называют
«жестким».
В ТПЧ наиболее рационально устанавливать такую скорость изменения частоты тока, при которой переход с одной частотной механической характеристики на другую будет происходить при максимальных моментах, т.е. при s = sK
Частотное управление асинхронными двигателями является наиболее экономичным способом управления двигателями переменного тока.
Современный частотный электропривод, независимо от его мощности и назначения, целесообразен только в том случае, если а, д, питается от статического тиристорного преобразователя частоты.
Различают 2 основных типа статических ПЧ: с промежуточным выпрямлением (со звеном постоянного тока) и с непосредственной связью. Схема приведена на рис.Она включает неуправляемый выпрямитель В, преобразующий переменное напряжение постоянной частоты в напряжение постоянного тока, и автономный инвертор АИ преобразующий постоянный ток и переменный изменяющейся частоты. Система управления СУ инвертора обеспечивает соответствующее изменение' частоты выходного напряжения, питающего асинхронный двигатель.
Достоинством ПЧ со звеном постоянного тока является возможность плавного регулирования частоты с понижением и с повышением частоты питающей сети., Большие потери из-за двукратного преобразования энергии являются недостатком .
В непосредственных преобразователях частоты напряжение постоянной частоты непосредственно преобразуется в выходное напряжение другой регулируемой или нерегулируемой частоты. Принцип действия ПЧ можно рассмотреть на примере трехфазно-однофазного преобразователя (рис). Он состоит из двух групп тиристоров, осуществляющих однополупериодное выпрямление трехфазного тока, протекающего через нагрузку zH.
Когда открыта I группа тиристоров, ток через нагрузку течет снизу вверх, а когда открыта II группа — сверху вниз. Поочередным открытием обеих групп в течение одинаковых промежутков времени в нагрузке создается переменный ток.
Время включения одной группы тиристоров и определяет период преобразованного напряжения. Следовательно, частота преобразованного напряжения в первом случае будет большей, чем во втором.