6.7. Автоматическое регулирование угловой скорости асинхронных электроприводов при помощи тиристорных регуляторов напряжения

Несмотря на то что в разомкнутой системе асинхрон­ный двигатель не может работать на неустойчивой части механиче­ской характеристики, в замкнутой системе автоматического регули­рования асинхронный привод может быть устойчивым, обеспечивая главное регулирование угловой скорости в сравнительно широком диапазоне.

Структурная схема асинхронного электропривода с регулиро­ванием угловой скорости при помощи тиристорного регулятора на­пряжения приведена на рис. 6.11, а. Здесь регулирование напряжения на статоре асинхронного двигателя производится тиристорным регуля­тором напряжения ТРН, угол а включения тиристоров которого изме­няется системой управления СУ. На вход СУ подается сигнал от уси­лителя У; этот сигнал зависит от разности задающего напряжения U₃ и напряжения отрицательной обратной связи по скорости, снимаемой с выводов тахогенератора, U₀,_с = ω, где  — коэффициент передачи тахогенератора.

Механические характеристики в замкнутой системе регулирова­ния располагаются в зоне между двумя характеристиками в разомкну­той системе (рис. 6.11, б). Одна из этих характеристик соответствует минимальному углу включения тиристоров a_min = φ (s), равному фазовому углу нагрузки φ, который определяется по схеме замещения двигателя как:

(6.18)

где — индуктивное сопротивление цепи на­магничивания.

Другая характеристика соответствует наибольшему углу включе­ния а_таx, примерно равному 135°. При таком угле момент, развивае­мый двигателем, обычно меньше статического момента холостого хода двигателя M_x,_x. Следовательно, при работе двигателя в замкнутой системе по мере увеличения его нагрузки угол включения а должен уменьшаться от некоторого максимального до минимального. Поэтому система управления тиристорами должна вырабатывать при отсутствии сигнала управления импульсы с углом включения a₀ > a_max, а с воз­растанием сигнала управления по мере увеличения нагрузки двига­теля и уменьшения его угловой скорости угол а должен уменьшаться. Такое действие системы управления отражает на рис, 6,11, а узел

сравнения на выходе СУ. В соответствии со структурной схемой можно

записать : (6.19)

Используя это уравнение, можно рассчитать требуемые значения коэффициента усиления усилителя У и задающего напряжения U₃, обеспечивающие необходимые значения угловой скорости и жесткости

Рис. 6.11. Структурная схема асинхронного электропривода с регу­лированием скорости при помощи тиристорного регулятора напряже­ния (а) и механические характеристики (б).

механической характеристики двигателя при работе его в замкнутой системе регулирования. Задавшись крайними точками ω₁ и ω₂ меха­нической характеристики (рис. 6.11, б), можно составить систему

(6.20)

(6.21)

гдеs₁ — скольжение, соответствующее угловой скорoсти ω₁,а φ (s₁)

определяется по (6.18) .

(6.22)

Из (6.20) и (6.21) спедует

(6.23)

Механические характеристики двигателя в этой системе регули­рования строятся обычно графо-аналитическим способом с исполь­зованием универсальных кривых U₁ = f (a, φ), графической зависи­мости φ =f₁(s), определяемой (6.18), уравнения (6.19) и формулы момента двигателя М = f₂ (U₁,s).

Диапазон регулирования составляет для рассматриваемой си­стемы (15 ÷20) : 1.

Напомним, что данный способ регулирования угловой скорости является неэкономичным и может быть использован в основном при кратковременном режиме работы.