механические характеристики асинхронного привода с ТРН для ряда значений а = const. С увеличшием а уменьшается критический момент двигателя и вместе с тем сиижатеся модуль механических характеристик.

С целью увеличения диапазона регулирования скороств в таких асинхронных электроприводах используются обратные связи. Как правило, наиболее часто применяется отрицательная обратная связь по скороств, осуществляемая с помощью тахогенератора. Механвческие характеристики электропривода для этого случая показаны на рис. 4.34 штрихпунктириыми линиями.

Рис. 4.3S. К принципу регулирования скорости АД прн ие-снмметрнчиом изменении напряжения-

Некоторое распространение получили способы регулирования скорости АД путем несимметричного изменения напряжении на статоре фИс. 4.35). В общем случае I Оаь I Ф

4.4.2. Регулнровавве С1Юрости при импульсном изменении напряжения

Регулирюаиие иапряження ва двигателе можно осуществлять импульсным методом, когда дангатель периодически под-ключаетси к источнику питания и отключается от него (см. 3.2.1). При этом в тот период, когда дангатель подключен к иеточни!? питаний, происходит передача энергии от источника к электроприводу, которая главным образом передается через вал даигателя производственному механизму, а часть ее запа-

Рис. 4.36. Принципиальная (а)-и эквивалентная <б) схемы системы импульсный регулятор напряжения - ДПТ нв.

сается в виде кинетической и элекгромагнят-ной энерган; в период же отключения электропривод продолжает работать, используя запасенную энергию (см. § 3.2.1).

Принципиальная схема системы импульсный регулятор напряжения - ДПТ независимого возбуждения СИРН - Д) показана на рис. 4.36,а,.а эквивалгатная ей схема - ва рис. 4.36, б. В этой системе якорь двига-

теля с помоп >ю коммутирующего ключа периодически подключается к источнику постоянного тока, напряжение которого неизменно. В период включеявого состояиня ключа ток якоря f, равен току tc, поступающему от источника питания через ключ R, так как включенный параллельно якорю Диод V в этом случае закрыт в результате подачи ва его анод отрицательного напряжения источника питания. После размыкания К под действием ДС самоиндукции в цепи якоря продолжает проходать ток, замыкаясь через диод V, т. е. в этот период <я = *д-

Рнс. 4.37. Диаграмма изменения напряжения на нкоре двигателя и токов икоря потребляемого из сети и в шунтврующем якорь диоде.

На рис. 4.37 показаны дааграммы изменения напряжения иа даигателе Идв и токов: якоря ДОТ fg (О, потребляемого из сети /. ( и в диоде <д (О. дааграммы построены прн условии, 4fro коммутация ключа осуществляется мгновенно, т. е. цепи источника питания и даода ие обладают иидухтивиостью.

Среднее значение момента определяется выражением

А1ср = [Мс (1+ + (Д<й, +Affla)].

Ураввенве электромеханической характег ристики системы ИРН - Д имеет вид:

0>ср =

тг/с-я./ср

(4.24)

ср =

М. (4.25)

Уравнение механической характеристики

Тс д.

Механические в электромехавическне характеристики представляют собой параллельные друг даугу прямые, отсекающие иа оси ординат отрезки

УФ,.

(4.26)

При принятых допущениях {R = 0; /?д = 0) жесткость механических характери-

стак в рассматриваемом случае равна жесткости естественной механической характеристики

ира-д-

= Р =

(*Фнои)

Из (4.24) - (4.26) следует, что изменение относительной продолжительности замкнутого состояния ключа или скважности у = tiJT позволяет осуществлять регулирование скорости ДПТ. Изменение у может выполняться различными способами; При широтно-импульсном регулировании (ШИР) остается неизменным период коммутации = cmist, значит, частота коммутации = l/Tg = const, а изменение у Осуществляется путем изменения времени замкнутого состояния ключа; при этом ii = var. В случае частотно-импульсного регулярования (ЧИР) остается наизменной длительность включения ключа (1 = const) и изменяется частота коммутации {t = var), а значит, и длительность периода коммутации Tg = 1 = var. Возможен также и комбинированиьгй - ши-ротночастотный способ импульсного регулирования (ШЧИР), когда одновремеино изменяются и длительность замкнутого состояния и частота коммутации. Из указанных способов наибольшее распространение получил первый - ШИР, так как при его использовании удается относительно просто осуществить изменение y, от О до 1, что в свою очередь, дает возможность в широких пределах регулировать скорость двигателя, второй способ - ЧИР - характеризуется, как правило, более простыми ; схемными решениями, од-иавп в этом случае не представляется возможным осуществить глубокое регулирование скорости, так как при ti = const для у-*-О необходимо, чтобы - - те или /к О, т. е. по существу вырождается идея импульсного регулирования.

Выражения (4.24) и (4.25) справедливы только в том случае, когда в цепи якоря проходит непрерывный ток Если же в период отключённого состояния ключа ток {, успевает снизиться до нуля и в кривой тока содержится пауза, как показано на рис. 4.38, б, то имеет место режим прерывистого тока. В этом случае движение привода во время паузы тока связано с ббльшим расходом запаса кинетической энергии, чем в режиме непрерывного тока, н соотношение между (Вер и /ср изменяется по сравнению с режимом непрерывного тока.

Условия определения начально-непрерывного (граничного) тока в соответствии с графиками на рнс. 4.38, а могут быть сформулированы следующим образом:

где /к. 5 = UJR,.

Из последнего выражения видно, граничный ток изменяетси при регулировании скорости. Наибольшего значения граничный ток достигает при тр = 1/2:

гр те* =к. s/STafк,

а при 7 = 1 и v= О имеем lp = 0, что естественно, так как в первом случае якорь двигателя все время подключен к сети, а во втором - имеет место режим динамического

гя1 1яг

Рнс. 4.38. Диаграммы нзменення тока якоря при работе системы ИРН-Д в режимах иачальио-непрерывиого (а) и прерывистого <б) токов.

торможения прв отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря.

На рис. 4.39 зона прерывистых токов отделена штрихпуиктврной линией Югр (гр)-Для сужения этой зоны следует увеличить Т путем Включения в цепь якоря дополнительной индуктивности или увеличить частоту

frpihp)

-

Рис. 4.39. Электромеханические (мехавическне) характеристики системы ИРН-Д, выполненной по схеме рис. 4.36.

коммутации ключа f, т. е. сократить Tg. Первый путь приводит к ухудшению динамических показателей электропривода, а возможности второго способа ограничены. Действительно, на практике в качестве переключающих устройств применяются транзисторные нли тирнсторные ключи, частота переключений которых ограничена для первых главным образом тепловыми потерями при работе в режиме переключений, а для вторых - временем восстановления управляющих свойств. На практике для реальных установок обычно качение /к не превышает 8Ш)-1200 Гц.

Одним из существенных недостатке способа является пульсация тока якоря, три-водящая к дополнительному нагреву ДПТ.

4.5. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ * СИСТЕМЕ ПРЕОБРЛЮВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ-ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Этот способ перспективен как для отдельных регулируемых АД в СД, так в при одиовремевном взменении скорости нескольких АД, првврдящих в движение группы механизмов - текстильных машин, конвейеров, рольгангов в т. д. Когда требуется получвть высокие скорости, напрвмер, центрифуг, шлифовальных станков, регулвро-

при частоте /ik; Мс (Ок) - момент статической нагрузки на валу двигателя при скорости ш.

В относительных единицах ззкои изме-венвя напряжения при частотном регулнрованвв

Ui,h,VK, (4.29)

где Ui, == UilUiBm fl. = fiZ/W. Л1с =

Механические характеристики АД прв частотном регулировании скороств для различных зависимостей статической нагрузки от скорости приведены ва рКс. 4.40.

Рас 4.40. Мехаивчесиие характернстикв АД при частотном регулировании скорости, о М J = const; . б - Рд const; в - веитилиториая касрузка.

ванне скорости АД изменением частоты питающего напряжения предпочтительно, а в некоторых случаях это единственный нз существующих способов.

Возможность регулирования скороств АД и СД при изменении частоты следует непосредственно из выражения

Прв регулирсшанив частоты необходимо изменять в значение питающего двигатель напряжения. Это объясняется тем, что при неизменном напряжении источввка пвта-ння Уг в регулированви его частоты изме-. няется MarHBTHbdi поток АД, поскольку t/j ~ йФ/i. Магнитный поток при неизменной вагрузке на валу определяет значение тока ротора, так как М = АФ/j cos fj.

При выборе соотношения между частотой в напряжением, подводимым к статору АД, исходят из-условия сохранения перегрузочной способноста:

Х.== Afg/Alc=const. (4.27)

Закон взмевеняя напряжения при частотном регулировании скорости АД, удовлетворяющий требованию (4.27) при допущении, что активное сопротивление статора

где Uij - фазное иапряжевие нс110 1ика питания асинхронного двигателя при частоте fij-, (ю/) - момент статической нагрузки на валу даигателя при сксфости ш/; t/j - фаэ8ое,-:К{и1ряжевве нрочвнка питания АД,

При- Мс = const (4.29) запишется в виде

(4.30)

нлн Ui/fi ~ const.

При Рс = Мс to = const

Ux,Yk, (4.3!)

или Ui/YTi = const.

Прв вентиляторной нагрузке

i/u=f?.. (4.32)

или f/i f = const.

Графики на рис. 4.40 в законы (4.30) - (4.32) справедливы и предположении г = 0.

Уточвевный закон изменения вапряженвя прн частотном регулировании с учетом riO имеет вид:

р1к + У(1+Рн)(1+Р?и)

McAfl*),

(4.33)

где Put = ri/*K,Boi ; Рщ = Ti/Xuhoh; х>,аом - индуктиооое сопротнвленнв короткого замыкания АД при номянальвой частоте; дещои - нидукгавное сопротивление вамагнвчиванвя АД при номинальной частоте.

На -рис. 4.41 покаввы мехавичесш характервстикв даигаэедя А62-4 мощностью иои - 14 кВт прн . ряаля вых значенх частоты нстоянка шярнвя: = 1,6; 1; 0,5; (ЛСс = coast). Сплошййой ятюЛ - расчет а (4.30), ШФрнховой - n (4J%