7.5.3. Выбор способа частотного управления

В соответствии [7] для частотного регулирования координат, повышения перегрузочной способности электропривода и улучшения характеристик системы необходимо воспользоваться одним из законов управления:

1. скалярный;

2. векторный;

3. прямое управление моментом.

Исходя из заданного технологического процесса, исходных данных для проектирования и сравнительной табл.7.5.1 выбираем закон скалярного регулирования.

Для расширения диапазона регулирования применяют различные виды закона скалярного регулирования в установившихся режимах:

1. со стабилизацией потокосцепления статора (ψ₁ = const);

2. со стабилизацией потокосцепления ротора (ψ₂ = const);

3. со стабилизацией потокосцепления в воздушном зазоре (ψ_μ = const).

Использование законов стабилизации потокосцепления обеспечивает не только лучшее управление в статических и динамических режимах, но и повышение к.п.д. всего электропривода.

Недостатками законов поддержания постоянства потокосцепления является:

1. невозможность контроля параметры в динамике;

2. низкая надёжность, обусловленная наличием датчиков, встраиваемых в двигатель;

3. потери в стали при работе двигателя с нагрузочным моментом меньше номинального.

Рассмотрим подробнее каждый из законов.

7.5.3.1. Стабилизация потокосцепления статора (ψ₁ = const)

Закон поддержания постоянства потокосцепления статора реализуется при поддержании постоянного отношения ЭДС статора к угловой частоте поля. Основной недостаток такого закона – пониженная перегрузочная способность двигателя при работе на высоких частотах. Обусловлено это увеличением индуктивного сопротивления статора и, следовательно, снижением потокосцепления в воздушном зазоре между статором и ротором при увеличении нагрузки.

График механических характеристик при стабилизации потокосцепления статора с законом управления представлен на рис.7.13.

Рис.7.13. Механические характеристики при стабилизации потокосцепления статора с законом управления .

7.5.3.2. Стабилизация потокосцепления ротора

(ψ₂ = const)

При поддержании постоянного потокосцепления ротора момент двигателя не имеет максимума (ограничен моментом допустимым), однако при увеличении нагрузки увеличивается главный магнитный поток, приводящий к насыщению магнитных цепей и, следовательно, к невозможности поддержания постоянства потокосцепления ротора. При стабилизации потокосцепления ротора АД по техническим характеристикам становится аналогом ДПТ.

График механических характеристик при стабилизации потокосцепления ротора с законом управления представлен на рис.7.14.

Рис.7.14. Механические характеристики при стабилизации потокосцепления ротора с законом управления .

5.3.3. Стабилизация потокосцепления в воздушном зазоре (ψ_μ = const)

Поддержание постоянства главного потока повышает перегрузочную способность двигателя, но усложняет аппаратную реализацию системы управления и требует либо изменений конструкции машины, либо наличия специальных датчиков.

Жёсткость механических характеристик определяется так же, как и для закона со стабилизацией потокосцепления статора, поэтому характеристики подобны характеристикам, представленным на рис.7.13 с той разницей, что в связи с увеличением тока при критическом скольжении увеличивается и критический момент в n_i раз.

Произведём обоснование. Принимая во внимание все описанные системы стабилизации, а так же требования, предъявляемые самой системой (необходимость плавного изменения нагрузки и простота реализации), наиболее подходящей является система скалярного регулирования со стабилизацией потокосцепления статора.