РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ СИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

Після входження синхронного двигуна в синхронізм його швидкість при змінах моменту навантаження на валу до деякого максимального значення залишається постійною і рівною синхронної швидкості

Так як зміна числа пар полюсів у серійному виробництві двигунів не застосовується, то частотне регулювання є практично єдиним способом регулювання кутової швидкості синхронних двигунів. Воно характеризується в основному такими ж показниками, що і частотне регулювання швидкості асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором. Це регулювання плавне, двозонне. Діапазон регулювання вгору від номінальної синхронної швидкості обмежується механічною міцністю ротора, його балансуванням і якістю підшипників. Діапазон регулювання вниз від номінальної синхронної швидкості може досягати значеньі більше з урахуванням абсолютної жорсткості механічних характеристик двигуна і забезпечення синусоидальности напруги харчування. Стабільність швидкості висока. Допустиме навантаження при постійному порушенні і незалежної вентиляції відповідає номінальному моменту.

Використання напівпровідникових перетворювачів частоти відкриває великі можливості щодо формування необхідних статичних і перехідних процесів частотно-регульованих синхронних електроприводів.

На відміну від асинхронного короткозамкнутого двигуна, при частотному регулюванні швидкості синхронний двигун має трясучи каналами управління моментом: зміною струму збудження , зміною напруги обмоток статора і зміною частоти напруги обмоток статора.

Для явнополюсного синхронного двигуна може бути отримано рівняння електромагнітного момен та, висновок якого дано в [20]:

(5.77)

Індекс j в рівнянні (5.77) показує зміну відповідного параметра.

Нехтуючи другої складової електромагнітного моменту в вираженні (5.77), отримаємо

(5.78)

де А - постійний коефіцієнт.

Якщо прийняти, що при частотному регулюванні швидкості синхронного двигуна запас стійкості повинен залишатися постійним, то необхідно виконання умови

або

(5.79)

де - кут повороту ротора синхронного двигуна при спільному зміні моменту опору , частоти напруги обмоток статора , напруги обмоток статора , потоку збудження

Вирішимо (5.78) щодо , отримаємо:

(5.80)

Підставами (5.80) в (5.79): звідки

(5.81)

З виконання умови (5.81) випливають такі закони частотного регулювання швидкості синхронного двигуна:

  • . Регулювання швидкості здійснюється при постійній потужності. При даному способі регулювання при знижених кутових швидкостях синхронний двигун має значний максимальним моментом . Однак збільшення максимального моменту при знижених кутових швидкостях супроводжується збільшенням струму статора внаслідок зменшення реактивних опорів машини. Спосіб регулювання може застосовуватися при регулюванні швидкості вгору від номінальної ;
  • . Регулювання швидкості здійснюється при постійному моменті. Закон регулювання застосовується при незалежної від кутової швидкості механічної характеристиці виробничого механізму, тобто при ;
  • Регулювання швидкості виробляється при постійній потужності ( ) вниз від номінальної швидкості ;
  • Регулювання швидкості здійснюється за вентиляторної навантаженні, тобто при

Механічні характеристики виробничих механізмів і електроприводів "перетворювач частоти-синхронний двигун" для законів регулювання класу наведені на рис. 5.56.

Мал. 5.56. Механічні характеристики виробничих механізмів і електроприводів "перетворювач частоти-синхронний двигун"

Розглянуті закони управління при частотному регулюванні швидкості синхронного двигуна справедливі тільки в першому наближенні, особливо для явнополюсного синхронного двигуна, так як неврахування реактивного електромагнітного моменту призводить до значних (до 20%) погрішностей механічних властивостей двигуна.

Синхронний двигун має дуже важливу властивість - при подачі на статорні обмотки постійної напруги ( ) він створить гальмівний момент при нерухомому роторі, забезпечуючи механічну фіксацію ротора в заданому положенні.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >