Учитывая, что сОр =

coi (1 - s) = coi (1 - РД), а также выражения (70) и(71), амплитуда пульсирующего момента из соотношения (72) записывается в виде М„ = [X (-I ±-

± V) + 2Р] m/2v/2X(l/2/{cOiHP[vX т (Х-р)]}.

Рис. 75. Осциллограммы кривых фазных напряжения и тока асинхронного двигателя, питаемого от НПЧ с ОМ, при разных выходных частотах:

о - /вых = 1.3 Гщ 6 - fgbix = S.5 Гц; в - = 9 Гц; г - fbix = 1« Гц; d -

35 Гц; е - fв

50 Гц

Относительная амплитуда пульсирующего момента

Х(±У-1) + 2р vXq:(X-P)

(74)

2Х(1)

Sin {(3feb ± 1) [arcsin S sin ajfe,]) г.,,) lCr-g/P) + (Jo + 4) (3kb ± 1) Zgjjj)! sin a„Xo/fec

По формуле (74) определяется относительная амплитуда пульсирующего момента, обусловленная высшей гармонической составляющей тока, а амплитуда суммарного пульсирующего момента может быть найдена геометрическим сложением отдельных составляющих, прежде вычисленных по формуле (72).

Осциллограммы кривых фазных тока и напряжения асинхронного двигателя, питаемого от НПЧ с ОМ (рис. 64), показаны на рис. 75. Кривые сняты при частотах 1,3; 5,5;

9; 16, 35 и 50 Гц. Система управления преобразователем построена по разомкнутой схеме, приближенно реализовался закон Ulf = const. Тип асинхронного двигателя А072-74 (Р = 20 кВт, п = 3000 мин-1). С помощью НПЧ с ОМ легко осуществляется реверсирование двигателя без каких-либо переключений в силовой схеме или в цепи управления. Это связано с тем, что частота основной гармоники напряжения совых = со - и знак «вых меняется в зависимости от того fi > со или fi < со. Однако при fi < со, как показано в гл. I, гармонический состав выходного напряжения существенно хуже, чем при fi > со, поэтому больщой диапазон частот вращения при реверсе и fi << со получить нельзя

2. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ

Известны различные способы получения стабильной частоты при переменной частоте вращения первичного, двигателя или при питании от сети нестабильной частоты. Существуют методы получения постоянной частоты вращения генератора при помощи какого-либо механического, гидравлического или электрического устройства, а также методы, основанные на использовании статических преобразователей частоты. Так, применяют на выходе генератора ПЧ со звеном постоянного тока. Преимуществом такого типа ПЧ является независимость выходной частоты от входной. Стабильность частоты на выходе определяется эталонной частотой задающего генератора системы управления. Недостатком такой системы является двойное преобразование электрической энергии, а также трудности с обменом реактивной мощности между генератором и нагрузкой. Вместо ПЧ со звеном постоянного тока применяют НПЧ с естественной коммутацией. Недостатки такой системы - низкий коэффициент мощности, относительно сложная система управления, трудности в устранении субгармонических и постоянных составляющих в выходном напряжении НПЧ. Некоторые из этих недостатков могут быть устранены, если применить НПЧ с ИК. Стабильность частоты на их выходе целиком определяется стабильностью частоты задающего генератора. Наилучшее качество выходного напряжения получают в НПЧ, реализующих способ слежения за эталонным напряжением, но схема управления в таких ПЧ наиболее сложная. В НПЧ с ОМ, обладающих хорошим

Качеством выходного напряжения, отсутствуют на выходе субгармоники и постоянные составляющие, коэффициент сдвига на входе емкостный. Кроме этого, они отличаются простыми системами управления. Схема системы стабильной частоты при переменной частоте вращения привода с применением НПЧ с ОМ показана на рис. 76 [2]. Изображенная автономная система электропитания построена на основе асинхронизированно-го синхронного генератора.

01 I

ЗГ -ПЦ

Рис. 76. Схема системы электропитания стабильной частоты при переменной частоте вращения привода генератора

Рис. 77. Структурная схема системы электропитания стабильной частоты со статическим преобразователем

Асинхронизированный синхронный генератор (АСГ) возбуждается от полупроводникового преобразователя частоты, что позволяет относительно просто получить на его выходе стабильную частоту. Он состоит из двух машин, расположенных на одном валу, синхронного генератора G и асинхронной машины с фазным ротором М. На выходе G при переменной частоте вращения вала частота /var также переменная. В качестве ПЧ используется преобразователь частоты с однократной модуляцией, управляемый от задающего генератора (ЗГ), имеющего стабильную эталонную частоту /о. Асинхронная машина с фазным ротором М возбуждается напряжением с частотой /var + /о- На выходе М частота равна /var ± /о - /var, т. е. /о. Таким образом, выходная частота не зависит от частоты вращения вала и определяется лишь стабильностью задающего гнератора. В рассмотренной системе ПЧ рассчитан на мощность возбуждения, что является ее достоинством.