При сталості потужності

або

отже при сталості потужності статичного навантаження напруга джерела живлення повинна змінюватись пропорційно кореню квадратному зі значення частоти.

При вентиляторному навантаженні

або

тобто при вентиляторному навантаженні напруга джерела живлення повинна змінюватись пропорційно квадрату значення частоти.

АД разом з перетворювачами частоти являють собою складні багатопов'язані нелінійні об'єкти, повний математичний опис яких виявляється досить громіздким і непридатним для інженерних методів синтезу систем управління. Тому надалі зне- важимо другорядними взаємозв'язками ряду координат і параметрів электропривода.

Частотне регулювання швидкості ад в замкнутій системі координат

На рис.2 зображено спрощену функціональну схему регулювання швидкості АД. Силова частина схеми складається з асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором ( М ), управляємого випрямляча (УВ), що перетворює електричну енергію змін­ного струму стандартної напруги U₁ і частоти f₁ в напру­гу постійного струму U_d; автономного інвертора напруги ( АИН ), який перетворює напругу U_d в регульовану змін­ну напругу U_1var, амплітуда котрої пропорційна (або дорівнює) U_d, а частота також регулюється f_1var. Коло постійного струму у вигляді фільтра L_dC_d необхідне для згладжування пульсацій напруги на виході випрямляча. Пристрій, який складається з УВ, фільтра L_dC_d, та АИН, звичайно називають тиристорним перетворювачем частоти ( ТПЧ ) з колом постійного струму. Систему побудовано за принципом підпорядкованого регулювання, і вона містить три контури регулювання – напруги ( КРН ), струму ( КРТ ) і швидкості ( КРС ). Блоки управління випрямлячем ( БУВ ) та інвертором ( БУИ ) формують управляючі імпульси для тиристорів перетворювача частоти. Аби реалізувати закон регулювання U₁/f₁=const, перетворювачем частоти управляють так, що один заданий сигнал ( напруга U_з.н ) з виходу регулятора струму ( РТ ) надходить одночасно на два паралельних входи - КРН, за допомогою якого регулюють напругу U₁, та на БУИ і далі на АИН, за допомогою якого на статорі АД змінюють частоту f₁, пропорційну U_d. Контур КРН містить УВ, датчик ( ДН ) і регулятор ( РН ) напруги. Завдяки тому, що контур налагоджено на високу швидкодію, під­тримують задане співвідношення між частотою f_1var та напругою U_1var на статорі АД як в усталеному, так і в перехідному режимах.

Другий внутрішній контур, КРТ , містить оптимізований КРН, АИН з каналами регулювання амплітуди та частоти напруги на статорі двигуна, датчик ( ДТ ) і регулятор струму ( РТ ). Цей контур допомагає захистити перетворювач частоти від пере­вантажень.

КРС - це зовнішній контур з негативним зворотним зв’язком за швидкістю через тахогенератор ( ТГ ) і датчик швидкості ( ДС ).

В усталеному режимі роботи КРС потрібне значен­ня швидкості звичайно задають за допомогою задатчика інтенсивності ( ЗИ ). Із зростанням момента навантаження М_с, напруга U_зн на ви­ході регулятора струму збільшується, бо зменшується кутова швидкість АД. З підвищенням навантаження збільшується також спад напруги U_ш на шунті R_ш, що спричинює зменшення U_зн. Однак переважний вплив на U_зн має контур швидкості. У новому усталеному режимі із зрослим струмом І_d , який відповідає зрослому моментові М_{c ,} на­пруга U_зн перевищуватиме те значення, котре вона мала до збільшення навантаження. Із зростанням U_зн пропорційно зростає амплітуда U_1var та частота f_1var напруги, підводимої до обмоток статора АД. Коли ви­хідна напруга РС досягне рівня обмеження, що відповідає заданому струму УВ, КРС розімкнеться й система перейде в режим підтримання сталого значення І_d, обмежуючи перевантаження електро­привода.

У розглянутому РС в усьому діапазоні швид­костей та навантажень АД виконується співвідношення U₁/f₁ = const. Тому і в режимі стабілізації кутової швидкості АД, і в режимі обмежен­ня навантаження двигун працює із сталим потоком [ 2 ].

У схемі на рис. 2 вжито пропорційно-інтегральні РС, РТ і РН. Під час складання структурної схеми системи й розрахунку параметрів регуляторів УВ з блоком БУВ і АИН з блоком БУИ звичай­но апроксимують неперервними підсилювальними безінерційними ланками з відповідними коефіцієнтами підсилення.