ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Асинхронные электроприводы с регулированием напряжения обмоток статора

Как было показано в разделе 5, регулировать скорость вращения асинхронного двигателя можно, изменяя напряжение обмоток статора. Однако в разомкнутом электроприводе такое регулирование происходит в ограниченном диапазоне скоростей. Для электроприводов с постоян­ной нагрузкой на валу двигателя изменение скорости может происхо­дить в диапазоне от синхронной со0 до скорости со0 (1 - ,vK). Для элек­троприводов с вентиляторной нагрузкой диапазон регулирования зна­чительно расширяется и на практике может достигать значений D = l:10. Однако указанное регулирование возможно только в хорошо отбалансированных вентиляторах с малым пусковым моментом М0. Увеличить диапазон регулирования скорости в асинхронных элек­троприводах с регулированием напряжения обмоток статора удается введением отрицательной обратной связи по скорости двигателя [13]. В таком электроприводе (см. рис. 6.24) асинхронный двигатель М пита­ется по цепи обмоток статора от регулятора напряжения, собранного из трех пар встречно-параллельно включенных тиристоров VS1..VS6, управляемых от системы импульсно-фазового управления.

Напряжение управления Uy СИФУ образуется путем суммирова­ния сигналов смещения UCM и регулятора скорости 1/рс. Скорость вра­щения двигателя задается напряжением U3, которое сравнивается на входе регулятора скорости PC с напряжением отрицательной обратной связи по скорости Uoc, формируемым датчиком скорости BR.

Для схемы рис. 6.24, с учетом линеаризации характеристик, можно записать

Uj =^Трн 'h'Uy, (6.43)

где Ulj - фазное напряжение обмоток статора асинхронного двигате­ля^ ^трн - коэффициент передачи тиристорного регулятора напряже­ния; кх - коэффициент передачи системы импульсно-фазового управле­ния; Uy - напряжение управления СИФУ.

В свою очередь, напряжение управления

Uу = (U3 - кс ■ ю)крс + UCM, (6.44)

где кс - коэффициент обратной связи по скорости; крс - коэффициент усиления регулятора скорости; UCM - напряжение смещения, необхо­димое для получения характеристики с минимальным моментом двига­теля, равным моменту холостого хода.

Подставив (6.44) в (6.43), получим

ZJj — ктрН • к [(С/3 — кс • ю)^рС + UCM J. (6.45)

Механические характеристики в замкнутой системе образуются из множества характеристик разомкнутой системы. Принцип действия электропривода в замкнутой системе заключается в следующем. Пред­положим, что двигатель работал на характеристике с фазным напряже­нием ип (рис. 6.25) С моментом Мс1, ЧТО соответствует скорости COj электропривода. Предположим, что нагрузка на валу двигателя воз­росла и стала равной Мс2 .

Так как момент двигателя М стал меньше момента сопротивления Мс на его валу, то в соответствии с уравнением движения скорость электропривода начинает падать. Это приводит к тому, что сигнал от­рицательной обратной связи по скорости Uoc = kc ■ со уменьшается. Анализ уравнения (6.45) показывает, что в этом случае фазное напряже­ние Uij возрастает и, следовательно, электропривод переходит на меха­ническую характеристику, соответствующую фазному напряжению U12 ■ Новая точка установившейся работы электропривода соответству­ет скорости (о2. Результирующая характеристика замкнутой системы электропривода для задающего напряжения U32 более жесткая, а ее же­сткость определяется общим коэффициентом усиления контура регули­рования скорости. При снижении задающего напряжения до уровня £Уз1

электропривод работает в режиме стабилизации скорости и на неустой­чивом участке механической характеристики. Механические характери­стики замкнутой системы ограничены слева характеристикой с мини­мальным моментом, определяемой напряжением смещения UCM, справа - естественной механической характеристикой двигателя, формируемой полностью открытыми тиристорами регулятора напряжения.