Рисунок 4.27 - Схема АД при частотном регулировании
Частотный способ является одним из наиболее перспективных и широко используемых способов регулирования скорости АД (рис.4.27). Принцип его заключается в том, что изменяя частоту f1 питающего АД напряжения, можно в соответствии с выражением w0=2p f1/р изменять его синхронную скорость w0 , поучая тем самым различные искусственные характеристики. Это способ обеспечивает плавное регулирование в большом диапазоне, получаемые характеристики обладают высокой жёсткостью. Частотный способ тому же отличается ещё одним весьма важным свойством: при регулировании скорости АД не происходит увеличения её скольжения, как это имеет место при реастатном регулировании. Поэтому при этом способе регулирования потери скольжения оказываются небольшими, в связи с чем частотный способ наиболее экономичен.
Для улучшения использования АД и получения высоких энергетических показателей его работы – коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности – одновременно с изменением частоты питающего напряжения необходимо изменить и значение этого напряжения. Закон изменения напряжения при этом зависит от характера момента нагрузки.
При выборе соотношения между частотой и напряжением, подводимым к статору АД, часто исходят из условия сохранения его перегрузочной способности l, которая определятся отношением критического момента двигателя Мк к моменту нагрузки Мс ,
, (4.35)
Если пренебречь активным сопротивлением статора и учесть , что хк» f1 и w0» f1 , то выражение (4.35) можно записать как
(4.36)
где А – постоянная, не зависящая от f1.
Из (4.36) следует, что для любых двух значений частоты f1i и f1к можно записать следующее соотношение
(4.37)
где Мci , Mck – моменты нагрузки при скоростях АД, соответствующим частотам f1i , f1k.
Отсюда следует основной закон изменения напряжения при частотном способе регулирования скорости АД
(4.38)
С помощью выражения (4.38) могут быть получены частные законы изменения напряжения и частоты при различных зависимостях момента нагрузки Мc от скорости.
При постоянном моменте нагрузки Мc=const, при этом согласно (4.38)
(4.39)
Т.е. напряжение на статоре должно изменятся пропорционально его частоте.
Для вентиляторного характера момента нагрузки соотношение (4) имеет вид
(4.40)
А при моменте нагрузки обратнопропорционально скорости, соотношение (4) запишется в виде
(4.41)
Рисунок 4.28 - Механические характеристики АД при различных законах частотного регулирования: а - ; б - ; в -