СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННО-РЕАКТИВНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Структурные схемы систем частотного управления синхронно-реактивными электродвигателями

Системы частотного управления (системы регулируемого элек­тропривода) синхронно реактивными электродвигателями выпол­няются в виде разомкнутых или замкнутых систем и могут быть представлены структурной схемой, изображенной на рис 59

Основными звеньями этих систем являются электродвигатель с рабочим механизмом и преобразователь частоты (источник пита­ния регулируемой частоты) с управляющими устройствами Кор­ректирующие устройства по напряжению на зажимах СРД и току в его цепи предназначены для получения необходимых механиче­ских характеристик системы электропривода, а стабилизирующие — служат для обеспечения устойчивости работы системы В замкну гых системах частотного управления имеется дополнительное, из­меряющее параметры рабочего механизма звено, с выхода кото рого сигналы поступают на вход системы

Описанные ниже транзисторные преобразователи частоты вы­полнены с промежуточным звеном постоянного тока, благодаря чему на выходе преобразователя могут быть получены выходные напряжения с широким диапазоном изменения частоты до 30 гц и более при частоте питания сети 50 гц Эти преобразователи час­тоты преобразуют напряжение промышленной частоты 50 гц в по стоянное напряжение с помощью выпрямителей и далее с помощью инвертора — в переменное напряжение с частотой, регулируемой в широких пределах

Важной особенностью рассматриваемых систем частотного уп­равления является возможность получения на выходе преобразова­телей напряжений низкой частоты, включая нулевую Это позво­ляет обеспечить в переходных режимах работы привода плавное и синхронное по отношению к регулируемой частоте источника пи­тания изменение скорости СРД и затормаживание его ротора с по­мощью питания СРД постоянным током, образующимся при от­сутствии управляющего сигнала на входе системы

По форме кривой напряжения на выходе преобразователя опи­санные ниже системы частотного управления подразделяются на три класса: со ступенчато-прямоугольной, практически синусоидаль­ной и прямоугольно-импульсной формами иапряжения. На рис. 60,

61 и 62 приведены структурные схемы систем частотного управле­ния с указанными формами кривых напряжения на выходе преоб­разователя частоты.

Для получения необходимой зависимости между скоростью вра­щения или углом рассогласования синхронного двигателя и момен­том на его валу в этих системах имеются схемы управления элек­троприводом, которые позволяют управлять величиной напряжения в функции частоты и нагрузки по любой заданной зависимости (см. гл. 1).

Рис 61. Структурная схема системы частотного управления синхронно-реак - тивного двигателя с преобразователем, обеспечивающим синусоидальную форму кривой выходного напряжения

Рис 62 Структурная схема системы частотного управления синхронно-реак­тивного двигателя с преобразователем, обеспечивающим прямоугольно-им­пульсную форму кривой выходного напряжения.

Учитывая, что момент СРД, так же как и асинхронного дви­гателя, зависит от величины магнитного потока, схемы управления для систем частотного управления СРД в значительной степени можно строить на тех же принципах, что и для систем регулиро­вания электропривода с асинхронными электродвигателями [Л. 71].

Взаимосвязанное управление величиной напряжения и часто­той его изменения наиболее просто может быть реализовано, если система частотного управления обеспечивает возможность автоном­ного управления (регулирования) этих параметров. В связи с этим указанные выше три системы частотного управления имеют два канала управляющих устройств: регулирования величины напряже­ния на зажимах двигателя и регулирования частоты изменения этого напряжения.

Во всех разработанных системах для регулирования частоты напряжения на выходе преобразователя используется датчик (гене­ратор) низкой частоты, а для изменения величины напряжения по любой заданной зависимости в функции частоты — дополнительное устройство (звено регулирования напряжения).

Датчик низкой частоты в этих системах с помощью управляю­щих устройств осуществляет принудительную коммутацию транзи­сторов инвертора с регулируемой частотой, формируя из питающего инвертор напряжения указанные выше формы кривой выходного напряжения. В частности, когда питающее напряжение постоянно по величине, напряжение на выходе инвертора имеет ступенчато­прямоугольную форму, а в случае, когда питающее инвертор на­пряжение изменяется по синусоидальной зависимости, напряжение питания на выходе инвертора также имеет практически синусои­дальную форму.

Во всех указанных выше системах частотного управления СРД входным сигналом является сигнал постоянного тока, а скорость вращения электродвигателя линейно зависит от величины этого сигнала. Это обстоятельство позволяет использовать системы элек­тропривода СРД в системах регулирования непрерывного действия.

Ниже работа каждой из указанных выше трех систем частот­ного управления рассмотрена подробнее.