Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Регулювання швидкості асинхронних двигунів
Регулювання швидкості зміною напруги живлення обмотки статора досягається за допомогою тиристорного регулятора напруги з фазо-імпульсним керуванням семісторів. Змінюючи кут керування семісторів, можна плавно регулювати діюче значення напруги. За такого керування критичний момент зменшується пропорційно квадрату пониження напруги: . (5.7)
Критичне ковзання не залежить від напруги (формула 5.6) і зали-шається сталим. На рис.5.4. зобра-жені характеристики для різних значень діючої напруги. З цього ри-сунка слідує, що діапазон регулю-вання незначний. Зі зниженням швидкості збільшуються втрати в обмотці ротора . То-му регулювання швидкості зміною напруги є неекономічним і його можна використовувати лише в ко-роткочасному режимі роботи дви-гунів малої потужності. Регулювання швидкості асинхронних двигунів зміною числа пар полюсів слідує із залежності
. (5.8)
Оскільки число пар полюсів може бути тільки цілим числом, то регулювання буде ступінчастим, зазвичай, у відношенні 2: 1. Таке регулювання можливе лише двигунів з короткозамкненим ротором, де переключення числа полюсів обмотки статора призводить до автоматичної зміни числа полюсів обмотки ротора. Цього не відбу-вається у двигуні з фазним ротором. Тому регулювати їх швидкість таким способом не можна.
Рис.5.5. Схеми переключення обмоток статора (а) і механічні характеристики (б)
Для здійснення переключення фазні обмотки розділяють на дві напівобмотки (рис.5.5,а). Їх з’єднують так, щоб збільшити число вдвоє і при цьому не змінився напрям обертання двигуна. В залежності до потреб виробничих механізмів переключення виконують аби момент двигуна був сталим , аби ста-лою була потужність . Якщо потрібно мати чотири швидкості, то у статорі розміщують дві обмотки, кожну з яких ділять на папівобмотки. У цьому випадку діапазон регулювання може складати 6: 1 (3000: 500 об/хв.). Регу-лювання переключенням числа пар полюсів є економічним і широ-ко використовується там, де потрібне ступінчасте регулювання (металообробні верстати, вентилятори, помпи та інші виробничі механізми). Недолік – велика кількість силової комутуючої апаратури. Регулювання швидкості зміною частоти напруги живлення слі-дує з формули (5.8). Але одночасно із зміною частоти необхідно змінювати й напругу, бо напруга . Отже, зміна частоти за умови призведе до відповідної зміни магнітного потоку. Так, за зменшення зростає потік , насичується сталь статора і як наслідок – різко зростає струм і двигун перегрівається. Коли збільшувати проти частоти живлення, то потік зменшується, що призводить до зменшення допустимого моменту. Тому з метою повного використання асинхронного двигуна необхідно підтримувати певне співвідношення між частотою і напругою з врахуванням залежності моменту опору виробничого механізму від швидкості.
Наближено це співвідношення знаходять, знехтувавши активним опором обмотки статора . Тоді критичний момент буде визначатись за формулою
, (5.9)
де – індуктивний опір короткого зами-кання; – стала величина. Двигун за моментом буде використовуватись повністю, якщо для будь-якої частоти
(5.10)
буде величиною сталою. В (5.10) – механічна характеристика виробничого меха-нізму; – фазна напруга, яка відповідає частоті . З (5.10) слідує, що для будь-яких двох значень частот і за частотного регулювання повинно зберігатися співвідношення:
. (5.11)
Прийнявши один із режимів за номінальний , і , матимемо . (5.12)
Рівняння (5.12) встановлює співвідношення між частотою, напругою живлення і характером навантаження. Для основних видів навантаження залежність (5.12) матиме такий вид: Ø для . Підставивши в (5.12) , одержимо
; (5.13)
Ø для маємо за умови . Звідки ; (5.14)
Ø для вентиляторної характеристики за умови мати-мемо . Звідки закон регу-лювання напруги і частоти
. (5.15)
Згідно до законів регулювання (5.13), (5.14) і (5.15) на рис.5.6 наведено механічні характеристики для частот більших і менших від номінальної.
Рис.5.6. Механічні характеристики при різних законах частотного керування
Перетворювачі частоти
В сучасних електроприводах з частотним регулюванням швидко-сті використовуються різні перетворювачі частоти (ПЧ). За принци-пом дії й будовою силової частини ПЧ поділяються на дві групи: з безпосереднім зв’язком навантаження з мережею живлення та ПЧ з проміжною ланкою постійного струму.
Перетворювач з безпосереднім зв’язком перетворює напругу у напругу частотою . При цьому . Силова частина ПЧ подібна до силового кола двокомплектного реверсивно-го тиристорного перетворювача постійного струму (рис.4.6). Змін-ний струм нижчої частоти створюється почерговим відкриттям ти-ристорних груп з частотою . Форма вихідної напруги на рис.5.7 відповідає частоті .
Рис.5.7. Форма вихідної напруги перетворювача частоти з безпосереднім зв’язком
Перевагами даного перетворювача є одноразове перетворення електричної енергії і, як наслідок – високий ККД (0,97...0,98), мож-ливість регулювати вихідну напругу і рекуперативний режим робо-ти. Недоліки: регулювання частоти вниз від частоти мережі, велике число тиристорів (по шість на кожну фазу) і низький коефіцієнт по-тужності (менше 0,8). Використовують перетворювач із безпосереднім зв’язком тоді, коли є потреба регулювати плавно швидкість безредукторного при-вода, для якого номінальна швидкість складає 12-15 Гц (кульові млини тощо). Перетворювачі частоти з ланкою постійного струму поєд-нують керований випрямляч змінної напруги у постійну КВ та автономний інвертор АІ, що перетворює постійну напругу у трифазну регульованої частоти напругу (рис.5.8). Між випрямлячем та інвертором вмикається LC-фільтр. В якості КВ може бути будь-який перетворювач змінного струму у постійний, але, зазвичай, використовують трифазний мостовий перетворювач як найбіль-ше економічний. Система керування випрямлячем СКВ аналогі-чна системі СІФК перет-ворювачами постійного струму. Призначення системи керування автономним інвертором СКАІ зов-сім інше: вона забезпечує необхідний алгоритм вмикання транзисторних ключів (IGBT-транзисторів) інвертора та тривалість їх роботи, що дає змогу регулювати частоту. Перевагою перетворювачів частоти з ланкою постійного струму є регулювання частоти як вверх, так і вниз від частоти мережі та регулювання напруги з врахуванням характеру навантаження. Не-долік – подвійне перетворення електричної енергії, що знижує ККД. В перетворювачах частоти для живлення двигунів змінного струму можуть використовуватись як автономні інвертори напруги (АІН), так і автономні інвертори струму (АІС). В АІН система регулюван-ня забезпечує в результаті широтно-імпульсної модуляції на виході інвертора фазні напруги, близькі до синусоїдних, а в АІС – фазні струми в обмотках двигуна, близькі до синусоїдних. На рис.5.9 зображена схема, яка ілюструє перетворення постійної напруги у сту- пінчасту трифазну. В табл.2 наведені значення напруг і алгоритми перемикання транзисторних ключів (замкнений стан ключа відповідає 1, розімкнений – 0). Там же стрілками показані спа-ди напруг у початковий мо-мент: на фазу А припадає , а на фази В і С – по , бо у цих фазах струми у два рази менші. Знаки напруг визначають напрями струмів: до точки 0 додатні, від точки 0 від’ємні. Стан ключів на рис.5.9 відповідає напрузі у початковий момент – замкнені ключі 1, 2, 6 (код 100011). Згідно з кодами табл.2 на рис.5.10 показані діаграми фазних нап-руг, максимальні значення яких зсунуті на 120 електричних граду-сів.
Таблиця 2
Рис.5.10. Діаграми фазних напруг на виході перетворювача частоти Маючи на виході інвертора ступінчасту форму напруги, потріб-но сформувати синусоїдну форму струму в обмотці статора. Це до-сягається тим, що мікропроцесор пофазно задає розрахункову фор-му струму, яка порівнюється з дійсним струмом, і їх різниця керує роботою широтно-імпульсного регулятора струму, що створює умовний „коридор”, в межах якого може змінюватись струм. На рис.5.11 зображено розрахункову синусоїдну форму струму у фазі В, „коридор” і криву дійсного струму . В момент і струм починає наростати майже за експоненціальним законом. Коли він досягає точки , яка знаходи-ться на верхній границі „коридора”, різниця формує сигнал на вимкнення ключа 2. Напруга стане рівною нулю і струм із-за протидії ЕРС самоіндукції почне спадати. Коли струм спаде до нижньої границі „коридора” (точка ), тоді і фор-мується сигнал на включення ключа 2.
Рис.5.11. Діаграми струму (а) і напруги (б) перетворювача частоти з широтно-імпульсним керуванням
Так, шляхом включення – виключення ключа 2 буде формуватись крива струму на ділянці 600-1200. На ділянці 1200-1800 комутуватися вже буде ключ 3. За такого процесу формування струму ширина імпульсів буде різною, тобто буде відбуватися широтно-імпульсне керування робо-тою ключів. Зазвичай, частота комутації знаходиться в межах 5…10кГц і вона буде тим більшою, чим менша стала часу обмоток статора.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-21; просмотров: 498; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.213.128 (0.028 с.) |