ження ротора, внаслідок чого напруга подається на кожну фазу двигуна при кутах навантаження Оё, менших 90 В°. При такому регулюванні автоматично забезпечуються умови стійкої роботи двигуна і його перевантажувальна здатність визначається тільки перевантажувальної здатністю перетворювача частоти.
Синхронні двигуни, регульовані шляхом зміни частоти з самосинхронізацією, називають вентильними двигунами; іноді їх називають безколекторними двигунами постійного струму. Однак перше назва є більш правильним, оскільки такі двигуни можуть отримувати живлення від мережі як постійного, так і змінного струму.
Частотне регулювання без самосинхронізації. Електромагнітний момент синхронного двигуна може бути виражений у вигляді
. (1.46)
При частотному регулюванні зазвичай прагнуть отримати режим роботи двигуна з cosП† = 1, коли в обмотці якоря мають місце мінімальні втрати енергії. Для цього струм якоря I а повинен підтримуватися постійним і мінімальним:
З (1.47) випливає, що при незмінних нагрузочном моменті ( М н = М = const) і потоці збудження (Ф в = const), тобто струмі
. (1.47)
збудження ( I в = const), кут Оё у процесі регулювання частоти не повинен змінюватися. Однак при зміні частоти f 1 змінюються е.. д. с. Е 0 , кутова швидкість ротора П‰ 1 і індуктивний опір х сн (або опору x d і x q при явнополюсном роторі), тобто
. (1.48)
Тому при частотах напруги живлення f 1 відмінних від номінальної частоти f 1ном , формула електромагнітного моменту [См. (1.35)] приймає вигляд:
,
де з = mE 0 ном f 1 ном /(П‰ 1ном х сн ном ) - постійна.
З (1.49) випливає, що при незмінних значеннях навантажувального моменту М н = М та струму якоря 1 а = [ а хв необхідно витримувати умова
В
, (1.50)
тобто змінювати напругу U п , подається до електродвигуну від перетворювача частоти, пропорційно зміні частоти f 1 . При дотриманні умови (1.50) всі сторони трикутника ОАВ (рис. 1.50, а) будуть змінюватися пропорційно частоті, а кут Оё залишиться незмінним. При зміні навантаження необхідно відповідно до (1.46) змінювати потік збудження Ф в , тобто струм збудження I в .
Вентильний двигун. При харчуванні вентильного двигуна від мережі постійного струму в перетворювачі частоти повинні застосовуватися тиристори з вузлами примусової комутації. У двигунах малої потужності допустимо застосування транзисторів. На рис. 1.51, а показана принципова схема живлення вентильного двигуна від тиристорного перетворювача частоти.
Перетворювач частоти є автономний інвертор напруги, який підключений до джерела постійного струму і формує трифазна напруга змінюється частоти; це напруга подається на фази А, В і З обмотки якоря двигуна. До кожної фазі може бути підведене позитивне (тиристорами Т1 , Т2 і Т3) і негативне (Тиристорами Т4, Т5 і Т6) напруги. br/>В
Рис. 1.50 - Векторні діаграми синхронного двигуна, що живиться від перетворювача частоти при постійному нагрузочном моменті: а - при постійному куті Оё і cosП† = l; б - при зміні кута Оё
Якщо спочатку пропускати струм через фази А і В (відкриті тиристори Т1 і Т5), потім через фази В і З (відкриті тиристори Т2 і Т6), далі через фази З і А (відкриті тиристори Т3 і Т4) і т.д. у зазначеній послідовності, то в машині створюється обертове магнітне поле. При зміні частоти перемикання тиристорів змінюється частота напруги, що подається на фази обмотки якоря, а отже, і частота обертання ротора. Для замикання реактивної складової струму якоря в перетворювачі маються діоди Д1 - Д6, включені паралельно тиристорам, а й у зворотному напрямку.
Комутація струму в тиристорному перетворювачі (перемикання струму з однієї фази на іншу) вимагає застосування спеціальних комутуючих вузлів, так як тиристор є не повністю керованим приладом. Для закриття тиристора, включеного в ланцюг постійного струму, необхідно короткочасно подати на нього зворотне напруга певної величини.
В
Рис. 1.51 - Принципові схеми харчування вентильного двигуна від тиристорного перетворювача частоти з інверторів напруги (а) і інвертором струму (б)
У розглянутому пер...
