Вопросы и задания

1. Приведите функциональную схему САР частоты вращения АД, питаемого от ПЧ на базе АИН.

2. Приведите функциональную схему САР частоты вращения АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ.

3. Зачем в схеме САР частоты вращения применено регулирование вращающего момента АД ?

4. Приведите и поясните вид графиков механических характеристик, вращающего момента и частоты вращения в САР с П-регулятором.

5. Приведите и поясните вид графиков механических характеристик, вращающего момента и частоты вращения в САР с И-регулятором.

6. Поясните, каким образом в схеме САР частоты вращения может быть реализовано модальное управление ?

18. Импульсное регулирование частоты вращения ад с фазным ротором

Изначально АД с фазным ротором предназначались для их использования в изображенной на рис.18.1 схеме регулирования частоты вращения.

При включении АД в сеть двигатель работает на 1-й искусственной характеристике М_И1. Последовательным замыканием контактов К1, К2 и К3 двигатель последовательно проходит искусственные механические характеристики М_И2 и М_И3 и выходит на естественную характеристику М_Е.

Недостатки схемы:

- частота вращения АД регулируется ступенчато;

- искусственные механические характеристики АД слишком мягкие;

- имеются большие потери мощности в регулировочных реостатах.

Обеспечить плавность регулирования можно, применив импульсное регулирование величины сопротивления в роторной цепи АД (рис.18.2). Повысить жесткость механических характеристик можно, применив замкнутую схему регулирования частоты вращения АД (рис.18.3). Минимизировать потери мощности в регулировочных элементах можно, применив асинхронно-вентильный каскад (тема 19).

В цепь ротора АД через выпрямительный мост и сглаживающий дроссель Др включено активное сопротивление R_Р, которое шунтируется ключом К (рис.18.2а). Для обеспечения большой частоты коммутации (включения/выключения) ключ К выполняется на основе транзистора или тиристора.

В результате работы ключа сопротивление, на которое замыкаются обмотки ротора, принимает за период Т два значения: 0 и R_Р (рис.18.2б). Если ε - относительная продолжительность замкнутого состояния ключа К, то среднее за период значение сопротивления в роторной цепи составит

(18.1)

Значение ε можно изменять непрерывно, управляя длительностью замкнутого состояния ключа К, и, следовательно, можно непрерывно изменять сопротивление R_РСР в цепи ротора. Механические характеристики АД (рис.18.2в) плавно переходят одна в другую от пусковой характеристики (ключ К постоянно разомкнут и ε=0) до естественной (ключ К постоянно замкнут и ε=1).

Замкнутая САР частоты вращения АД (рис.18.3) с подчиненным контуром тока позволяет сформировать механические характеристики с требуемой жесткостью, в том числе и абсолютно жесткие, если применить регулятор, содержащий И-часть. САР частоты вращения можно также настроить на технический или симметричный оптимумы с наперед заданными показателями качества (см. тему 2).

Коэффициент полезного действия η низкий из-за больших тепловых потерь мощности в сопротивлении R_P в те моменты времени, когда ключ К разомкнут. Зависимость коэффициента полезного действия η от скольжения s приведена на рис.18.3в.