Регулирование скорости АД в каскадных схемах. Электрический каскад

В каскадных схемах регулирование скорости ведётся за счёт введения в роторную цепь АД добавочной ЭДС. Добавочная ЭДС может иметь переменную величину и фазу. Величина добавочной ЭДС определяет уровень скорости АД, а фаза позволяет регулировать коэффициент мощности. При этом энергия скольжения в зависимости от вида каскада(электрического, электромеханического) из роторной цепи передаётся или обратно в питающую сеть(эл. каскад), или на вал двигателя(эл.механич. каскад).

– изменяя Е_{доб.акт.} можно регулировать скорость.

Регулирование фазы позволит регулировать коэффициент мощности, введение добавочной ЭДС под определённым углом позволяет регулировать и К_М.

Основной недостаток состоит в поддержании вводимой Е_доб с частотой равной рабочей(f=f_р), в практической реализации наибольшее распространение получили схемы введения Е_доб в выпрямленную цепь ротора.

В схеме выпрямления при введении Е_доб. Ток в роторе будет всегда отставать от Е₂ и будет пропорционален половине угла коммутации вентилей и зависит от нагрузки:

В этой схеме ток всегда отстающий и К_М нельзя. Принцип регулирования скорости: пусть противоэдс равна нулю, цепь замкнута на коротко и двигатель работает на естественной характеристике. При введении Е_доб.>Е_{2ротора} выпрямленный мост запирается и ток в роторе становится равным нулю: М_АД=0 – двигатель начинает тормозится( ) при этом увеличивается и увеличивается Е₂, когда Е_выпр.>Е_доб. по роторной цепи снова начинает протекать ток и двигатель будет работать на новой мех. характеристике с новым меньшим значением скорости.

Электрический каскад:

Е_доб. создаётся инвертором с помощью изменения угла инвертирования( ).

При Е_доб. характеристика имеет большее S_к из-за повышенного сопротивления роторной цепи за счёт выпрямителя, инвертора, и РС. Уменьшение М_к связано с наличием выпрямительного моста, при наличии которого ток не может одновременно протекать по трём фазам(только по двум фазам). Введение Е_доб. эффективно введению реактивного сопротивления в роторную цепь. Мощность, передаваемая из роторной цепи АД обратно в питающую цепь, пропорциональна мощности скольжения:

– минимальная скорость в заданном диапазоне регулирования.

Мощность скольжения Р_s определяет величину мощности инвертора при заданном диапазоне регулирования скорости.

Величину момента, развиваемого АД, статорная цепь которого питается от сети постоянного напряжения, выражается: ; ;

, т.о. каскад — регулирование скорости с постоянным моментом.

Показатели:

1) Д=8(разомкнутая система)

2) Плавность высокая

3) КПД высокий, из-за возвращения энергии скольжения обратно в сеть

4) Коэффициент мощности высокий

Применяется на компрессорных станциях, водоснабжении.