Регулирование скорости изменением частоты питающего напряжения

При данном способе сочетаются глубина и плавность регулирования с простотой конструкции, надеж­ностью, удобством эксплуатации асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.

Основным фактором, определяющим рабочий поток двига­теля, является соотношение между напряжением и частотой статора. Изменяя это соотношение, можно регулировать поток двигателя.

Необходимо стремиться к тому, чтобы механические характеристики во всем диапазоне отличались высокой жесткостью и двигатель имел наибольший вращаю­щий момент.

Общий закон управления напряжением, обеспечивающий оптимальные условия работы двигателя:

При таком законе регулирования коэффициент перегрузки двигателя остается неизменным при разных частотах.

В случае регулирования скорости при постоянном моменте:

В случае регулирования при постоянной мощности:

В случае, когда момент статического сопротивления зависит от скорости:

Несмотря на большие достоинства, частотное регулирование скорости асинхронного двигателя в электроприводе рудничных машин до последнего времени не находило широкого приме­нения. Причина заключалась в отсутствии надежного и удоб­ного в эксплуатации преобразователя частоты. Применение механических, контакторных, электромашинных преобразовате­лей, и инверторов на ионных приборах — тиратронах, игнитро­нах, экситронах не дало существенных результатов. Положение коренным образом изменилось в связи с разработкой надеж­ных, бесшумных, высокоэкономичных статических преобразова­телей частоты (инверторов) на тиристорах, обладающих отно­сительно малыми габаритами и массой.

Регулирование скорости с помощью тиристорных преобразователей частоты

Структурная схема инвертора с промежуточным звеном постоянного тока

Преобразователь состоит из управляемого выпрямителя ВУ, трехфазного инвертора И и схемы управления, которая содержит блок управления вы­прямителя БУВ и блок управления инвертором БУИ.

Переменное напряжение трехфазного тока выпрямляется и подается на инвертор. Трехфазная схема управления инверто­ром вырабатывает отпирающие импульсы определенной часто­ты, сдвинутые по фазе на 120°. Эти импульсы поочередно, со сдвигом в 120° отпирают тиристоры инвертора и на выходе появляется напряжение трехфазного переменного тока, форма которого в большей или меньшей степени приближается к сину­соиде. Изменяя частоту отпирающих импульсов, можно изме­нить частоту выходного напряжения преобразователя.

Лекция 22 Расчет пусковых реостатов электродвигателя с параллельным возбуждением

Графический метод

1. Строим естественную механическую характеристику по двум точкам:

М=0; n=n₀.

М=М_н; n= n_н.

2. Задаёмся пределами колебаний пускового момента:

М_max=2M_н

М_пер=(0,8 -1,2) М_н

Рекомендуется принять 1,1.

Через эти точки проводим вертикальные линии.

3. Строим первую механическую пусковую характеристику: точки h и b. Обозначим точку с. В точке с первая секция пускового реостата выключается.

4. Из точки с проводим горизонтальную прямую cd.

5. Строим вторую пусковую характеристику: точки dh.Горизонтальная прямая, проведённая из точки е, должна пересечь естественную характеристику в точке f. В противном случае построение следует произвести снова, изменив выбранное значение М_пер.

6. Номинальное сопротивление двигателя:

7. Определяем масштаб сопротивлений:

, Ом/мм.

Например, pl (n₀)=950 об/мин, тогда масштаб pl=95 мм.

8. Определяем сопротивления ступеней:

R₁=pk·m_r, Ом;

R₂=pi·m_r, Ом.

9. Определяем сопротивления секций:

r₁=R₁-R₂, Ом;

r₂=R₂-Rя, Ом.