Материал: Лекция 16 Регулирование частоты вращения АД

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

На рис. 2.63 изображены зависимости величины электромагнитного мо-

мента M в отно-

сительных единицах от частоты

f2S тока в роторе

при различных значениях частоты питающего на-

пряжения f1, по-

строенные для асинхронного двигателя мощностью 100 кВт при законе регулирования

U1 const . В f 1

двигательном режиме максимальный момент существенно снижается при уменьшении частоты из–за возрастающего влияния падения напряжения в актив-

Мх f 100 гц

2,0 50

1,5 20

1,0 10

 

0,5

5

Двигатель

 

 

 

f2

50 40302010

 

 

 

 

Генератор

0

20 40 60

80 f

2

,гц

 

 

 

 

 

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

50 3,0

20 3,5

10 гц 5гц

Рис. 2.63. Зависимости M f ( f2) при

регулировании по условию U1 const при f1

различных значений частоты f1

ном сопротивлении статора I1r1, что приводит к уменьшению ЭДС

E1 и магнитного потока двигателя. В генераторном режиме максимальный момент с понижением частоты возрастает, что объясняется обратным влиянием падения напряжения I1r1 (см. отрезок AГ Е на

рис. 2.62). При этом магнитный поток двигателя увеличивается. Такие характеристики в генераторном режиме нежелательны, так как при малых частотах резко возрастает электромагнитный момент, что может вызвать поломку вала машины.

Часто регулирование двигателя осуществляется по закону постоянства магнитного потока. Электромагнитный момент асинхронного

двигателя при заданной частоте f2 тока в роторе пропорционален квадрату магнитного потока:

M cm mI2 cos 2 cm mE2S R2 / R22 x22S c 2m .

Поэтому для поддержания максимального момента неизменным требуется иметь постоянный магнитный поток, т.е. при регулировании

частоты должно соблюдаться условие

 

E1

const . В этом случае зна-

 

 

f

 

 

 

 

 

 

1

 

чение момента определяется только частотой ротора f2

(рис. 2.64, a)

и оно одинаково в двигательном и тормозном режимах.

 

Для обеспечения неизменного магнитного потока питающее на-

пряжение U1 должноизменяться так, чтобы выполнялось условие

 

 

jI X

1

 

 

 

U

I

R

1

const

 

 

 

 

1

1

1

f1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Но так как ЭДС E и реактивное сопротивление

x1 пропорцио-

нальны частоте f1, а активное сопротивление r1 от частоты f2 не за-

висит, то напряжение U1 должно изменяться по закону

U1 a bf1,

где a и b – постоянные.

На рис. 2.64, б показаны графики изменения напряжения

U1 от частоты f1, необходи-

а

М/Мном

U1

 

 

б

4

 

f2

5Гц

 

3

 

0

 

Генера

 

 

 

2

 

 

 

 

 

торный

 

2,5

 

 

 

режим

 

 

1

 

 

Двига -

 

 

 

тельный

 

0

 

 

режим

 

20406080 f2 ,Гц 0

10

20

f1 ,Гц

 

Рис. 2.64. Зависимости:

a – M f (f2 ); б – U1 f ( f1)

при регулировании по условию m const

мые для обеспечения указанного закона регулирования при заданных зна-

чениях частоты ротора f2 , т.е. электромагнитного момента. Получить

такую зависимость в электромашинных преобразователях частоты и синхронных генераторах спеременнойчастотойвращения весьма трудно, так как у них ЭДС пропорциональна частоте. Более гибким является регулирование при питании электродвигателя от статического преобразователя частоты, так как в этом случае напряжение при регулировании U1 и час-

тота f1 могут изменяться полюбомутребующемуся закону.

Регулирование частоты вращения изменением числапар по-

люсов Угловая скорость магнитного поля в асинхронном двигателе, а, следовательно, и угловая скорость ротора обратно пропорциональна числу пар полюсов. Изменяя число пар полюсов, можно регулировать скорость. Число пар полюсов зависит от шага и схемы соединения обмотки статора.

Ф

Катушки

Ф

бб

а

p 2

Р=2 p 1 Р=1

Рис. 2.65. Схемы включения обмотки статора на различное число полюсов

Для регулирования угловой скорости на статоре в общих пазах можно разместить не одну, а две обмотки, имеющие различные шаги, а, следовательно, и различное число пар полюсов. В зависимости от необходимой скорости в сеть подключается та или иная обмотка. Этот способ применяется сравнительно редко, так как он имеет существенный недостаток – плохое использование обмоточного провода (всегда работает только одна из обмоток).

Более часто изменение числа пар полюсов достигается изменением (переключением) схемы соединения уложенной на статоре обмотки. Принцип такого переключения поясняется на рис. 2.65. При переходе с последовательного соединения двух катушек (рис. 2.65, a)

на параллельное соединение (рис. 2.65, б) число пар полюсов изменяется с 2 на 1.

При наличии фазной обмотки на роторе ее также следует переключать одновременно с обмоткой статора. Поэтому обмотку ротора у таких двигателей выполняют короткозамкнутой. Асинхронные двигатели с переключением числа пар полюсов называют многоскоростными. Они выпускаются на две, три и четыре угловые скорости. Известно

большое число схем, позволяю- U1л U1л щих осуществлять переключение

бчисла пар полюсов. Эти схемы разделяются на схемы регулирования с постоянным моментом и

I1 I1

yy I1

2p

Рис. 2.66. Принципиальная схема соедин тки статора с переключением числа полю отношении 2:1 при M const

схемы регулирования с постоянной мощностью.

Для примера на рис. 2.66 и 2.67 представлены наиболее часто

применяемые схемы соединения обмоток с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1. Обмотки каждой фазы состоят из двух одинаковых частей. При анализе этих схем примем, что при U1Л const номинальный ток в

каждой части фазы I1Ф , КПД и cos двигателя при обеих часто-

тах вращения будут одинаковыми.

На рис. 2.66, a, обечастифазы соединены последовательно, а фазы между собой – в звезду. На рис. 2.66, бполовины каждой фазы соединены параллельно, образуя двойную звезду YY . С учетом принятых допущениймощностина валусоответственнобудутравны:

P2a 3U1Л I1 cos 1; P2б 3U1Л 2I1 cos 1 ;

откуда

P

 

M

 

a

 

 

2 б

 

 

a

2

(2.62)

P

M

 

б

 

 

 

2 a

 

 

б

 

 

Мощность P2 б соответствует меньшему числу пар полюсов и

большей в 2 раза угловой скорости. Мощность P2 a соответствует

большему числу пар полюсов и меньшей угловой скорости.

Как следует из (2.62), при переходе от меньшей скорости (рис. 2.66, a) к большей (рис. 2.66, б) допустимая мощность на валу увеличивается в 2 раза. Вращающий момент в том и другом случае сохраняется неизменным

 

M a M б .

a

U

1л

б

U1л

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому

рассмат-

 

 

 

 

 

риваемая

схема

пере-

 

 

 

 

 

ключения

Y /YY

(рис.

I1

 

 

 

 

2.66)

носит

название

 

 

 

I1

схемы

переключения с

 

 

 

 

 

постоянным моментом.

 

 

 

 

 

На рис. 2.67 пока-

 

 

 

 

 

зана

принципиальная

 

 

 

YY

I1

схема

пересоединения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обмотки статора для из-

 

 

 

 

 

менения числа

полюсов

 

2p

 

p

при постоянной мощно-

 

 

сти. На рис. 2.67, a две

Рис. 2.67. Схема соединений обмотки статора с

половины

каждой

фазы

переключением числа полюсов в отношении 2:1

соединяют

последова-

 

 

при P2

const

 

тельно, а фазы между собой – в треугольник. На рис. 2.67, б половины фаз соединяются па-

раллельно, образуя двойную звезду. Соединение по рис. 2.67, a соответствует большему числу пар полюсов и меньшей угловой скорости, а соединение по рис. 2.67, б – меньшему числу пар полюсов и большей угловой скорости.

Соответственно мощности на валу для этих схем

P2a 3U1Л I1 cos 1 ; P2б 3U1Л 2I1 cos 1;

откуда

Источник: https://studfile.net/preview/13523032/

Смотрите также:

'Человек-легенда'- Александр Васильевич Маргелов
«Управление конфликтами в организации (на примере ФГАОУ ВО БФУ им. И. Канта институт «ЭУиТ» )»
115-119
1328
1567
2318
55-1
II 07. Категорий качества и количества, их методологическое значение для медицины
IT-коммуникация как социальная услуга в области физической культуры и спорта
LOGISTIKA 2кс