Лекція 14. Системи частотно-струмового керування швидкістю АД з автономним

Лекція 14. Системи частотно-струмового керування швидкістю АД

з автономним інвертором струму (АІС)

Функціональна схема та спрощені вузли

У приводах, працюючих із частими перехідними процесами та у випадках, коли вимагається генераторне гальмування АД із рекуперацією енергії в мережу, бажане використання ПЧ з АІС. У цих випадках виявляються переваги АІС, які містяться в можливості рекуперації енергії в мережу при більш простій силовій схемі.
У системі з АІС та роботі двигуна в генераторному режимі напрямок постійного струму не змінюється, а змінюється полярність напруги в ланці постійного струму.
Отже, для рекуперації енергії в мережу керований випрямляч переводиться в інверторний режим.
Порівняно з АІН схема АІС відрізняється відсутністю мосту зворотного (реактивного) струму, інвертора, веденого мережею, і конденсаторного фільтра в ланці постійного струму.

електромагнітний момент двигуна:
(2.14)
магнітний потік двигуна:
(2.15)

характеристики двигуна мають постійну перенавантажувальну здатність при всіх частотах як

у двигунному, так і в генераторному режимах, а його момент і магнітний потік однозначно зв΄язані з абсолютним ковзанням та не залежать від частоти.
Однак при керуванні з незмінним струмом статора машина отримує незадовільні властивості, які полягають у тому, що зі збільшенням навантаження (ковзання) різко падає магнітний потік. Тому система повинна бути замкнена таким чином, щоб із збільшенням навантаження за відповідним законом підвищувався б і струм статора, який підтримував магнітний потік постійним.

Задавальний сигнал Uз.ш. установлює частоту перемикання тиристорів АІС, отже, і частоту струму статора, якщо не ввійшов у зону обмеження пристрій обмеження ПО. Після віднімання із напруги Uз.ш. напруги, пропорційної кутовій швидкості Uω, створюється сигнал абсолютного ковзання Uβ, який є керуючим (після проходження через функціональний перетворювач ФЧ) для контуру регулювання струму

У контур регулювання входять:
керований випрямляч КВ із системою керування СККВ;
сильний ВЗЗ по струму Uі, стабілізуючий струм на рівні, який відповідає сигналу задавання;
сигнал задавання струму UІз, отриманий на виході ФЧ.

к|S|. Отже, при всіх частотах струм двигуна пропорційний ковзанню.
При малих

значеннях S потік майже пропорційний абсолютному ковзанню. В межах робочих ковзань момент пропорційний S, а нарощування потоку зменшується.
При різних змінах задавального сигналу в системі або при перевантаженнях двигуна спрацьовує ПО (обмежуючи на заданому рівні задання струму). Система переходить у режим обмеження моменту. Сигнал задання частоти в цьому режимі визначається поточним значенням кутової швидкості і заданим обмежувачем ПО абсолютним ковзанням. Двигун працює при будь-якій кутовій швидкості в цьому режимі з постійним значенням струму й абсолютного ковзання, що і визначає постійність моменту, тобто характеристика стає абсолютно м΄якою.
На рис.2.13 наведені приблизні механічні характеристики АД із КЗ ротором потужністю 45 кВт, керованого АІС у системі за рис.2.12.

Характеристики в двигунному та генераторному (рекуперативному) режимах мають жорсткість не менше ніж природна характеристика двигуна. Система з АІС дозволяє регулювати кутову швидкість у діапазоні до (20 – 30) :

(20 – 30) :
Рис.2.13. Механічні характеристики АД із КЗ

ротором керованого АІС