Классификация тиристорных преобразователей частоты

 

 

Содержание.

 

1.Введение…………………………………………………………………………...3

 

2.Тиристорный преобразователь частоты (общие сведения)…...……………4

2.1 Применение преобразователей  частоты……………………..............................4

2.2 Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах..................................................................................................8

2.3 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.............................9

 

3.Классификация тиристорных  преобразователей частоты………………………15

3.1 Принцип действия ТПЧ и  автономного инвертора…………………………………………………………………………...18

3.2 Новое поколение  тиристорных преобразователей…………………………..19

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТПЧ

НАГРУЗКА ТПЧ

КОНСТРУКЦИЯ

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

 

4.Наладка ТПЧ……………………………………………………………………………25

 

5.Электроизмерительные  приборы…………………………………………………….32

 

Литература………………………………………………………………………………...33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение.

 

Для некотоҏыҳ электротехнологических процессов, например, при индукционном нагреве требуются источники питания повышенной и высокой частоты от нескольких сотен Гц до нескольких МГц. Для получения таких частот применяются как электромашинные, так и статические преобразователи частоты. В качестве последних используются полупроводниковые преобразователи частоты и ламповые генераторы. Генерация токов повышенной частоты от 250 Гц до 10 кГц в мировом масштабе осуществляется почти исключительно тиристорными преобразователями частоты. По сравнению с электромашинными преобразователями они имеют ряд преимуществ:

возможность изменения рабочей частоты, обесᴨȇчивающей режим работы, близкий к оптимальному, без ᴨȇреключения в силовой цепи;

более высокий КПД от 0,92 до 0,97, не зависящий от изменения выходной мощности преобразователя;

практически мгновенная готовность к работе;

меньший расход активных материалов;

более низкие эксплуатационные затраты и расходы по техническому обслуживанию;

меньшее время простоев на ремонт преобразователя и его элементов;

Большие преимущества тиристорных преобразователей заключены в их регулировочных свойствах. Современные регуляторы преобразователей повышенной частоты позволяют вести регулирование с запаздыванием всего на один - два полуᴨȇриода выходной частоты. Регулирование осуществляется без ᴨȇреключений в силовых цепях, что позволяет обходиться без громоздких коммутирующих устройств. Следует отметить, однако, что статическим преобразователям частоты присущи сᴨȇцифические особенности, которые необходимо учитывать при согласовании источника питания с нагрузкой, при выборе силовых схем, систем управления, регулирования и защиты, режимов работы вентилей, конструктивных решений. Тиристорные преобразователи высокой частоты (0,5 и более килогерц) находят применение как в энергоемких устройствах (индукционные нагревательные установки, преобразовательные подстанции на железнодорожном транспорте и т.п.), так и в установках сравнительно небольшой мощности (питание люминесцентных ламп, установки для активации полимерных материалов и т.п.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Тиристорный преобразователь частоты (общие сведения).

 

 

Преобразователь частоты – это устройство, предназначенное для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты в переменный ток (напряжение) другой частоты.  

 

Выходная частота в современных преобразователях может изменяться в широком диапазоне и быть как выше, так и ниже частоты питающей сети. 

 

Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой управляющей части. Силовая часть преобразователей обычно выполнена на тиристорах или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).

 

2.1 Применение преобразователей  частоты.

Преобразователи частоты, применяемые в регулируемом электроприводе, в зависимости от структуры и принципа работы силовой части разделяются на два класса:

1. Преобразователи частоты с явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.
2. Преобразователи частоты с непосредственной связью (без промежуточного звена постоянного тока).
• практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше),
• способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах,
• относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.

 

Каждый из существующих классов преобразователей имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью (рис. 4.), в которых силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на не запираемых тиристорах. Система управления поочередно отпирает группы тиристотров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. На рис.5. показан пример формирования выходного напряжения для одной из фаз нагрузки. На входе преобразователя действует трехфазное синусоидальное напряжениеuа, uв, uс. Выходное напряжение (Uвых) имеет несинусоидальную«пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия). Из рисунка видно, что частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1: 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

 

Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.

 

«Резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе,

 

 

перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом.

 

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся:

 

Подобные схемы преобразователей используются в старых приводах и новые конструкции их практически не разрабатываются.

 

Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока (рис. 6.)

 

В  частотных преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе (В), фильтруется фильтром (Ф), сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором (И) в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению к.п.д. и к некоторому ухудшению массогабаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.

 

Для формирования синусоидального переменного напряжения используются автономные инверторы напряжения и автономные инверторы тока.

 

В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристорыGTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

 

Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия.

 

 

 

Они имеют более высокий КПД (до 98%) по отношению к преобразователям на IGBT транзисторах (95 – 98%).

 

Преобразователи частоты на тиристорах в настоящее время занимают доминирующее положение в высоковольтном приводе в диапазоне мощностей от сотен киловатт и до десятков мегаватт с выходным напряжением 3 — 10 кВ и выше. Однако их цена на один кВт выходной мощности самая большая в классе высоковольтных преобразователей.

 

До недавнего прошлого преобразователи частоты на GTO составляли основную долю и в низковольтном частотно регулируемом приводе. Но с появлением IGBT транзисторов произошел «естественный отбор» и сегодня преобразователи на их базе общепризнанные лидеры в области низковольтного частотно регулируемого привода.

 

 

 

Тиристор является полууправляемым приборам: для его включения достаточно подать короткий импульс на управляющий вывод, но для выключения необходимо либо приложить к нему обратное напряжение, либо снизить коммутируемый ток до нуля. Для этого в тиристорном преобразователе частоты требуется сложная и громоздкая система управления.

 

Биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT отличают от тиристоров полная управляемость, простая неэнергоемкая система управления, самая высокая рабочая частота.

 

Вследствие этого преобразователи частоты на IGBT позволяют расширить диапазон управления скорости вращения двигателя, повысить быстродействие привода в целом.

 

Для асинхронного электропривода с векторным управлением преобразователи на IGBT позволяют работать на низких скоростях без датчика обратной связи.

 

Применение IGBT с более высокой частотой переключения в совокупности с микропроцессорной системой управления в преобразователях частоты снижает уровень высших гармоник, характерных для тиристорных преобразователей. Как следствие меньшие добавочные потери в обмотках и магнитопроводе электродвигателя, уменьшение нагрева электрической машины, снижение пульсаций момента и исключение так называемого «шагания» ротора в области малых частот. Снижаются потери в трансформаторах, конденсаторных батареях, увеличивается их срок службы и изоляции проводов, уменьшаются количество ложных срабатываний устройств защиты и погрешности индукционных измерительных приборов.

 

Частотные преобразователи на транзисторах IGBT по сравнению с тиристорными преобразователями при одинаковой выходной мощности отличаются меньшими габаритами, массой, повышенной надежностью в силу модульного исполнения электронных ключей, лучшего теплоотвода с поверхности модуля и меньшего количества конструктивных элементов.

 

Они позволяют реализовать более полную защиту от бросков тока и от перенапряжения, что существенно снижает вероятность отказов и повреждений электропривода.

 

На настоящий момент низковольтные преобразователи на IGBT имеют болеевысокую цену на единицу выходной мощности, вследствие относительной сложности

 

 

производстватранзисторных модулей. Однако по соотношению цена/качество, исходя из перечисленных достоинств, они явно выигрывают у тиристорных преобразователей, кроме того, на протяжении последних лет наблюдается неуклонное снижение цен на IGBT модули.

 

Главным препятствием на пути их использования в высоковольтном приводе с прямым преобразованием частоты и при мощностях выше 1 – 2 МВт на настоящий момент являются технологические ограничения. Увеличение коммутируемого напряжения и рабочего тока приводит к увеличению размеров транзисторного модуля, а такжетребует более эффективного отвода тепла от кремниевого кристалла.

 

Новые технологии производства биполярных транзисторов направлены на преодоление этих ограничений, и перспективность примененияIGBT очень высока также и в высоковольтном приводе. В настоящее время IGBT транзисторы применяются в высоковольтных преобразователях в виде последовательно соединенных нескольких единичных модулей.

 

 

2.2 Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах

 

Типовая схема низковольтного преобразователя частоты представлена на рис. 7. В нижней части рисунка изображены графики напряжений и токов на выходе каждого элемента преобразователя.  

 

Переменное напряжение питающей сети (uвх.)с постоянной амплитудой и частотой (U вх = const, f вх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1). 

 

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (uвыпр.) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр(2) образуют звено постоянного тока.  

 

С выхода фильтра постоянное напряжение u d поступает на вход автономного импульсного инвертора (3). 

 

Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как было отмечено, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. На рассматриваемом рисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение u и изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечивается в середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя. Амплитуда и частота напряжения определяются параметрами модулирующей синусоидальной функции.  

 

При высокой несущей частоте ШИМ (2 … 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи. 

 

В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1) изменение амплитуды напряжения uи может достигаться регулированием величины постоянного напряжения ud, а изменение частоты – режимом работы инвертора. 

 

При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует.) 

 

Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (вых = var, f вых = var).

 

 

 

2.3РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Регулирование частоты вращения двигателей определяется в соответствии с требованиями технологических процессов и тех производственных механизмов, в которых они используются. Оно характеризуется следующими основными показателями:

Диапазон регулирования Д (предел изменения частоты вращения). Под этой величиной понимается отношение максимальной частоты вращения двигателя пмакс к его минимальной частоте пмин :

(52)

Д = пмакс /пмин.

Плавность регулирования, которая характеризуется минимальным скачком частоты вращения двигателя при переходе с одной механической характеристики на другую.

Направление возможного изменения частоты вращения двигателя (зона регулирования). При номинальных условиях работы (напряжении и частоте питающей сети) двигатель имеет естественную механическую характеристику. При регулировании частоты вращения соответствующие им характеристики будут отличаться от естественной. Эти характеристики носят название искусственных. Таким образом, асинхронный двигатель помимо естественной может иметь множество искусственных (регулировочных) характеристик. С помощью одних методов регулирования удается получить искусственные характеристики, располагающиеся только ниже естественной. Другие методы обеспечивают регулирование частоты вращения выше и ниже естественной характеристики.

Экономичность регулирования определяется по дополнительным капитальным затратам, необходимым при создании регулировочных устройств, а также по потерям электроэнергии при регулировании.

 

   Следует отметить, что в ряде случаев, например, для механизмов, работающих сравнительно малое время на искусственных характеристиках, потери электроэнергии даже при неэкономичных способах регулирования будут невелики (работа на низких доводочных скоростях лифтов, кранов и др.). При этом более рационально применение простых и дешевых способов регулирования частоты вращения двигателей, даже и неэкономичных с точки зрения потребления энергии.

Допустимая нагрузка двигателя при работе его на регулировочных характеристиках ограничивается величинами токов в статорной и роторных цепях. Эта нагрузка определяется допустимым нагревом двигателя и во многом определяется механическими характеристиками производственных механизмов, моментом сопротивления на валу, условиями нормального пуска двигателя и др.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей может производиться способом воздействия на него со стороны статора или со стороны ротора.

При воздействии со стороны статора существуют следующие основные способы регулирования частоты вращения:

введением и регулировкой сопротивления (резисторов) в цепи статора (реостатное регулирование);

изменением числа пар полюсов;

изменением частоты питающего напряжения.

При воздействии со стороны ротора регулирование частоты вращения производится: 
введением и регулировкой активного сопротивления (резисторов) в цепи ротора (реостатное регулирование); 
введением в цепь ротора добавочной э. д. с. с частотой, равной основной э. д. с. ротора.

Из указанных практическое применение нашли способы регулировки: реостатный, изменением полюсности обмотки статора и изменением частоты в питающей сети.

Реостатное регулирование частоты вращения асинхронных двигателей является одним из наиболее простых способов регулирования и может осуществляться введением добавочных активных сопротивлений (резисторов) в цепь статора Rд1 (рис. 24.а) или ротора Rд2 (рис. 24,б).

Однако первый способ не нашел широкого практического распространения из-за ряда существенных недостатков— снижения максимального (критического) момента и перегрузочной способности при увеличении сопротивления, малого диапазона регулирования частоты вращения и др. Данный способ регулирования применяется для ограничения пускового момента асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, используемых, например, в приводах металлорежущих станков. Это необходимо для предотвращения ударов в механических передачах станков.

Для регулирования в широких пределах частоты вращения асинхронных двигателей с контактными кольцами используется введение дополнительных активных сопротивлений (резисторов) в роторную цепь (рис. 24,б). Эти резисторы Rд2 подсоединяются к выводам щеток контактных колец. При этом ток в роторной цепи снижается по мере увеличения сопротивления, что вызывает уменьшение электромагнитного момента. При снижении момента до величины, меньшей чем статический момент сопротивления на валу, М < Мс происходит уменьшение частоты вращения двигателя меньше первоначальной п < пЕ, т. е. увеличение скольжения s. В свою очередь это вызовет увеличение э. д. с. ротора Е2 [см. уравнение (13)], а значит, возрастут ток ротора I2 [см. формулу (25)] и электромагнитный момент двигателя М [см. формулу (43)]. Когда момент возрастет до М = Мс , изменение частоты вращения закончится и асинхронный двигатель станет работать в установившемся режиме с новой частотой п1 < пЕ .

При этом важно заметить, то изменение в широких пределах частоты вращения двигателя при данном способе регулирования не повлечет за собой изменения максимального (критического) момента Ммакс (см. рис. 21). Таким образом, перегрузочная способность двигателя при регулировании не снижается.

 

     Если двигатель работает с некоторым приводимым механизмом на валу с статическим моментом сопротивления Мс (см. рис. 21), то на естественной характеристике установившемуся режиму его работы будет соответствовать точка Е. При введении добавочных сопротивлений—резисторов R'д2, R''д2, R'''д2— в цепь ротора произойдет соответствующий переход двигателя в новые режимы работы (точки 1, 2, 3) с меньшими величинами частот вращения пЕ > п1 > п2 > п3. Характеристики двигателя по мере увеличения сопротивления резисторов в цепи ротора Rд2становятся более мягкими. Наиболее жесткой характеристикой в данном случае будет естественная характеристика.

Работа двигателя на естественной характеристике в данном случае будет наиболее стабильной и устойчивой. Это означает, что при изменении момента сопротивления Мс в процессе работы производственного механизма отклонения частоты вращения двигателя будут минимальными.

Технические показатели данного способа регулирования следующие.

Диапазон регулирования сравнительно небольшой — порядка 2:1 и ограничивается вероятностью нестабильности работы двигателя при больших значениях сопротивлений резисторов Rд2.

Плавность регулирования при реостатном регулировании небольшая и определяется числом ступеней регулирования. Переключение ступеней осуществляется, как правило, с помощью магнитных контроллеров, контакторов и реле.

Изменение частоты вращения при реостатном регулировании возможно лишь вниз от основной.

Данный способ регулирования не экономичен, однако прост и удобен в эксплуатации.

Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов в обмотке статораобеспечивается благодаря изменению частоты вращения магнитного поля статора.

Как следует из формулы (7), при неизменной частоте в питающей сети частота вращения магнитного поля и определяемая ею частота вращения ротора изменяются обратно пропорционально числу полюсов. Так как число полюсов, фиксированное ступенями, может быть равно 2, 4, 6, 8, 10 и т. д., что при частоте в питающей сети, равной 60 Гц, соответствует синхронной частоте вращения 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин и т. д., то указанным способом может быть обеспечено только ступенчатое регулирование.

Изменение числа пар полюсов обычно достигается следующими способами:

1. На статоре двигателя  укладываются две не связанные между собой обмотки, имеющие разное число пар полюсов, например p1 и р2. При подключении одной из обмоток к сети переменного тока, например, с числом полюсов р2 двигатель будет иметь синхронную частоту вращения, соответствующую данному числу полюсов (см. рис. 25, а):

n2 =	60f	.
	p2

 

Другая обмотка при этом обесточена. При необходимости получения другой частоты вращения n1 обмотка с числом полюсов р2 отключается и включается с числом полюсов p1. Такие асинхронные двигатели получили название двухобмоточных.

2. На статоре укладывается  одна обмотка, допускающая переключение  на разное число полюсов. Наиболее  широко распространены две схемы  переключения статорной обмотки  двухскоростных двигателей: с треугольника  на двойную звезду Δ/YY и со  звезды на двойную звезду Y/YY (звезду с двумя параллельными ветвями).

Схемы соединения обмоток Δ/YY применяются для получения примерно одинакового вращающего момента при обеих частотах вращения (рис. 25,а). Такие схемы применяются, например, у асинхронных двигателей привода компрессоров, металлорежущих станков и др. Схемы соединения обмоток Y/YY используются для приводов вентиляторов (рис. 25,б).

Рис. 25. Механические характеристики при регулировании частоты вращения асинхронных двигателей изменением числа пар полюсов при переключении статорной обмотки. а — треугольник (число пар полюсов 2p = p1 )—двойная звезда (2р = р2 ); б —звезда (2p = p1 ) — двойная звезда  (2р = р2 ).

Кроме рассмотренных вариантов двухскоростных асинхронных двигателей нашли применение трехскоростные и четырехскоростные двигатели. В трехскоростных двигателях размещаются одна переключаемая и одна непереключаемая обмотки, а в четырехскоростных две переключаемые обмотки, позволяющие получить четыре синхронные частоты вращения, например 3000/1500/1000/500 об/мин.

Двигатели с переключением числа пар полюсов, как правило, имеют короткозамкнутый ротор с обмоткой типа беличьей клетки. Такой ротор обеспечивает возможность работы без дополнительных пересоединений в его цепи. В случае фазного ротора в многоскоростных двигателях потребовалось бы производить переключения одновременно на статоре и роторе, что усложнило бы конструкцию ротора и эксплуатацию таких машин.

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором могут иметь ряд специфических ненормальностей из-за неправильного соотношения числа пазов статора Z1, ротора Z2 и числа полюсов 2р.

Ненормальности заключаются в том, что двигатель может «прилипать», т. е. не приходить во вращение при подключении к сети, или «застревать», т. е., начавши вращаться, останавливается на некоторой скорости, или при вращении сильно гудит.

Во избежание указанных явлений должны быть выдержаны следующие соотношения:

Z2 ≠ Z1,  Z2 ≠ 0,5Z1,  Z2 ≠ 2Z1,   Z2 ≠ 6pk,   Z2 ≠ 6pk + 2p,  Z2 ≠ Z1 ± p,

Z2 = Z1 + 2p,   Z2 = 0,5Z1 ± p,  Z2 = 2Z1 + 2p,  Z2 = 6pk ±1,  Z2 = 6pk±(2p±1),

где k — любое целое число от одного до четырех. Здесь же следует заметить, что изменение числа полюсов может иметь место не только при регулировании частоты вращения способом изменения его полюсности, но и при ремонте, связанном с изменением номинальной частоты вращения.

 

 

 

 

 

 

    К положительным показателям многоскоростных асинхронных двигателей следует отнести экономичность регулирования частоты вращения ротора. Недостатком данного способа регулирования является указанная выше невозможность плавного изменения частоты вращения.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей изменением частоты в питающей сети является наиболее экономичным способом регулирования и позволяет получить хорошие механические характеристики электропривода (рис. 26). При изменении частоты питающей сети обеспечивается изменение частоты вращения магнитного поля асинхронного двигателя, что также следует из формулы (7).

Источник питания двигателя должен осуществлять преобразование напряжения стандартной частоты сети fн = 50 Гц в напряжение с требуемой частотой. Одновременно с изменением частоты должна регулироваться по определенному закону и величина подводимого к двигателю напряжения Uрег , чтобы обеспечить высокую жесткость механической характеристики.

При регулировании частоты вращения асинхронных двигателей за счет изменения частоты в питающей сети возможны обеспечения различных режимов работы: с постоянным вращающим моментом M = const ;

Рис. 26. Механические характеристики при регулировании частоты вращения асинхронных двигателей с помощью изменения частоты питающего напряжения (с учетом влияния активного сопротивления статора).

с постоянной мощностью на валу P = const;

с моментом, пропорциональным квадрату частоты,  
M =— f 2.

Зависимости между регулируемыми напряжением и частотой с учетом влияния активного сопротивления статора, изменения жесткости механических характеристик, насыщения стали, ухудшения теплоотдачи на низких частотах вращения ротора двигателя имеют довольно сложный характер.

 

 

 

 

 

 

В качестве источника питания могут применяться электромашинные вращающиеся преобразователи, использующие электрические машины, или статические преобразователи, постоянные с использованием полупроводниковых и магнитных приборов (более подробно см. [Л. 2,4]). Положительным свойством частотного регулирования является возможность плавного регулирования в широком диапазоне, в обе стороны от естественной характеристики (в том числе возможно вращение двигателя с частотой, большей номинальной). При регулировании обеспечиваются жесткость характеристик и высокая перегрузочная способность.