36. Регулирование скорости в системе тпч-ад

При помощи тиристорного преобразователя частоты возможно осуществлять следующие способы регулирования скорости асинхронного двигателя.

1. Изменением напряжения

Изменение напряжения асинхронного двигателя приводит к изменению критического момента, тогда как критическое скольжение остается постоянным. В случае ненасыщенной магнитной цепи ма­шины критический момент изменяется пропорционально квадрату напряжения.

На рисунке 1 показаны механические характеристики двигателя при различных напряжениях на зажимах статора . Со снижением напряжения уменьшается модуль жесткости механических харак­теристик. Кроме того, со снижением скорости уменьшается допус­тимый момент (пунктирные линии на рисунке 1). Для увеличения допустимого момента при пониженных скоростях в цепь ротора двигателя вводится нерегулируемое добавочное сопротивление. На рисунке 2 показаны характеристики для этого случая.

2. Частотное регулирование скорости

Применение частотного регулирования скорости зна­чительно расширяет возможности использования асин­хронных электроприводов в различных отраслях промыш­ленности. В первую очередь это относится к установкам, где производится одновременное изменение скорости не­скольких асинхронных двигателей, приводящих в дви­жение, например, группы текстильных машин, конвейе­ров, рольгангов и т. п. Используется частотный принцип регулирования скорости асинхронных двигателей и в ин­дивидуальных установках, особенно в тех случаях, когда необходимо получить от механизма высокие угловые скорости, например, для центрифуг, шлифовальных стан­ков и т. д. На выходе преобразователя, как правило, меняется не только частота , но и напряжение.

Законы частотного управления:

1. (рисунок 3);

2. (рисунок 4);

3. (рисунок 5).

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

37. Регулирование скорости в системе тпч-сд.

Желаемый закон регулирования скорости проще всего реализовать при векторном принципе регулирования координат СД. Векторный принцип основан на принудительной взаимной ориентации векторов потокосцеплений и токов двигателя в полярной или декартовой системе координат в соответствии с заданным законом регулирования.

Информация о текущих значениях модуля и пространственного положения векторов переменных синхронного двигателя может быть получена как прямым их измерением с помощью соответствующих датчиков, так и косвенно на основе математической модели двигателя. Конфигурация и сложность такой модели определяется техническими требованиями к электроприводу. При сложности вычислительных операций и алгоритмов управления электроприводом достоинство систем с косвенным регулированием – в простоте технических решений и, соответственно, в практической надежности. Поэтому в современных и наиболее совершенных частотно-регулируемых электроприводах, где системы программного управления реализованы на основе микропроцессорной техники, информация о векторах потокосцеплений электрической машины получается косвенным путем на основе ее математических моделей.

Система имеет два канала управления: вектором потокосцепления ротора и угловой скорости ротора. Двухканальная система управления дает возможность осуществить независимое регулирование модуля вектора потокосцепления ротора и скорости ротора при сохранении прямой пропорциональности между моментом, развиваемым двигателем, и намагничивающей силой статора.

Для теоретического анализа статических и динамических режимов СД целесообразно в структурной схеме СД выделить четыре контура - для токов статора и для потокосцеплений ротора. Для выявления этих контуров по продольной оси рассмотрим дифференциальные уравнения:

СД представляет собой нелинейный многосвязный объект с наличием внутренних перекрестных обратных связей. В частности, в контурах токов статора имеются внутренние обратные связи по ЭДС вращения , которые определяют взаимное влияние продольных и поперечных контуров машины.

Регулятор скорости также имеет ПИ структуру. Однако в переходных режимах работает только П - часть, что снижает или полностью устраняет в них перерегулирование. В статических режимах работы для исключения просадки скорости подключается интегральная составляющая.

Рисунок 1