Частотное регулирование асинхронных электроприводов

Принципиальная возможность регулирования угловой скорости асинхронного двигателя

изменением частоты питающего напряжения вытекает из формулы ω = 2π

f ₁ (1 - s)/p. При регулировании частоты также

возникает необходимость регулирования амплитуды напряжения источника, что

следует из выражения U₁ ≈ Е₁ =

k Ф f ₁. Если при неизменном напряжении изменять частоту,

то поток будет изменяться обратно пропорционально частоте. Так, при уменьшении

частоты поток возрастет, и это приведет к насыщению стали машины и как

следствие к резкому увеличению тока и превышению температуры двигателя; при

увеличении частоты поток будет уменьшаться и как следствие будет уменьшаться

допустимый момент.

Для наилучшего использования асинхронного двигателя при регулировании угловой

скорости изменением частоты необходимо регулировать напряжение одновременно в

функции частоты и нагрузки, что реализуемо только в замкнутых системах

электропривода. В разомкнутых системах напряжение регулируется лишь в функции

частоты по некоторому закону, зависящему от вида нагрузки.

Частотное регулирование угловой скорости электроприводов переменного тока с

двигателями с короткозамкнутым ротором находит все большее применение в

различных отраслях техники. Например, в установках текстильной промышленности,

где с помощью одного преобразователя частоты, питающего группу

асинхронных двигателей, находящихся в одинаковых условиях, плавно и

одновременно регулируются их угловые скорости. Примером другой установки с

частотно-регулируемыми асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором

могут служить транспортные рольганги в металлургической промышленности,

некоторые конвейеры и др.

Частотное регулирование угловой скорости асинхронных двигателей широко

применяется в индивидуальных установках, когда требуется получение весьма

высоких угловых скоростей (для привода электрошпинделей в металлорежущих

станках с частотой вращения до 20 000 об/мин).

Экономические выгоды частотного регулирования особенно существенны для

приводов, работающих в повторно-кратковременном режиме, где имеет место

частое изменение направления вращения с интенсивным торможением.

Для осуществления частотного регулирования угловой скорости находят

применение преобразователи, на выходе которых по требуемому соотношению или

независимо меняется как частота, так и амплитуда напряжения. Преобразователи

частоты можно разделить на электромашинные и вентильные. В свою очередь

электромашинные преобразователи могут быть выполнены с промежуточным звеном

постоянного тока и непосредственной связью. В последних используют

коллекторную машину переменного тока, на вход которой подают переменное

напряжение с постоянной частотой и амплитудой, а на выходе ее получают

напряжение с регулируемой частотой и амплитудой. Электромашинные

преобразователи с непосредственной связью практического применения не

получили.