|
Наименование «электропривод» чаще всего служит для обозначения электромеханической системы, которая включает в себя электродвигательный, преобразовательный, управляющий и передаточный механизмы. Электропривод функционально предназначен для приведения машин и органов механизмов в движение. Если взамен преобразовательного механизма подключается частотный преобразователь, то данный вид привода называют частотно-регулируемым.
Основу частотного регулирования составляет независимое управление напряжением питания и частотой асинхронного электродвигателя.
Базовыми значениями частотно-регулируемого электропривода является скорость вращения поля статора, которая находится в прямой пропорции к значению частоты источника питания. Принципом регулирования является управление данной частотой, которая служит мерой измерения вращательной скорости ротора двигателя. Значение параметров скольжения при этом практически остается неизменным. Это в значительной степени позволяет уменьшить потери, которые находятся в прямой пропорции к величине скольжения. Основным преимуществом частотного регулирования асинхронного двигателя является минимизация потерь, а данная технология поистине считается энергосберегающей. Ее с успехом можно применять к двигателям не только с фазным ротором, но и с короткозамкнутым. Следовательно, можно сделать вывод, что для полноценной работы схемы управления приводом асинхронного двигателя требуется источник переменного тока с возможностью регулирования частоты. В данном случае применение синхронных генераторов с такой целью является не оправданным ни с технической, ни с экономической точек зрения.
Благодаря возникновению статических полупроводниковых преобразователей у специалистов появилась возможность сборки частотно-регулируемого промышленного привода. На схемах он обозначается как ПЧ-АД, что расшифровывается, как преобразователь частоты — асинхронный двигатель.
Величина силового привода определяется его электромагнитным моментом. На значение момента оказывает влияние частота переменного тока и напряжение. Благодаря этим двум переменным можно рассчитать два различных пути регулировки скорости. Основы выбора составляет та величина, которая остается неизменной.
К примеру, если перегрузочная способность двигателя остается постоянной, то она рассчитывается по определенному алгоритму, где управление приводом имеет неизменный коэффициент мощности, а увеличение абсолютного скольжения электропривода отсутствует. В данном случае КПД не находится в какой-либо зависимости от скорости данного скольжения. В этом и состоит основное достоинство применения частотного преобразователя.
Описанное соотношение способно принимать разные формы, которые зависят от заданной нагрузки. В том случае, если постоянная мощность Мс=кw-1 принимает вид U²/f=const,, то при «вентиляторной» нагрузке Мс= кw-2 она рассчитывается как U/f²=const, а при постоянном моменте Mc=const оно может выглядеть как U/f=const.
Таким образом, управление асинхронным двигателем при помощи частотного преобразователя производится входным напряжением, с одновременным учетом типа нагрузки.
Функционально частотный преобразователь представляет преобразование отдельных параметров энергии к тем значениям, которые должны соответствовать нормальной работе двигателя. Данное устройство берет на себя функцию регулирования энергии подводимой к двигателю, для того, чтобы придать необходимые значения моменту на выходном валу и его скорости.
В настоящее время регулируемы электроприводы имеют в своей конструкции различные виды преобразовательных устройств: выпрямители напряжения, инверторы, регуляторы и ЧП для асинхронных двигателей. Дальнейшая эффективность и развитие любых устройств зависит только от свойств самих полупроводниковых приборов.
Обязательно стоит учитывать некоторые нюансы силовых преобразователей энергии, например, их следует устанавливать только в ключевых рабочих моментах, где подразумевается работа крайних состояний: полного выключения или включения, учитывая минимальную и максимальную электропроводимость соответственно. Исключением могут быть лишь динамические процессы, связанные со сменой одного состояния на другое. Данные ограничения приводят к минимизации потерь. Для расчета потери активной мощности используется формула P=UI, которая показывает, что минимальными потери будут при минимальных значениях напряжения U и значениях тока I. Только такие условия могут создать высокий КПД полупроводниковых преобразователей.
|
Библиотека 
