Контрольная работа: Реализации частотного управления по минимуму потерь

, (35)

где

;

;

;

;

.

Регулятор напряжения, сравнивая оптимальное и текущее значения напряжения, воздействует на преобразователь частоты таким образом, чтобы обеспечить их равенство и получить требуемое значение .

На рис. 2 показана структурная схема электропривода с регулятором потока (РП), воздействующим на канал регулирования напряжения ПЧ. В этой структурной схеме должен использоваться АД со встроенным датчиком потока. В качестве датчиков потока обычно используют специальные дополнительные обмотки на статоре или датчики Холла. Приведенная структурная схема исключает погрешность, связанную с необходимостью вычисления напряжения по (35).

Рисунок 1 Функциональная схема частотно управляемого асинхронного электропривода с регулятором напряжения

Рисунок 2 Функциональная схема частотно управляемого асинхронного электропривода с регулятором потока

Как и в структурной схеме электропривода постоянного тока, структурная схема электропривода ПЧ-АД существенно упрощается, если момент на валу АД является однозначной функцией скорости (рис). В этом случае поток и соответственно напряжение определяются только угловой скоростью и частотой .

Рисунок 3. Функциональная схема асинхронного электропривода с преобразователем частоты для механизма с вентиляторным моментом сопротивления

В рассматриваемой системе электропривода момент сопротивления АД определяется следующим образом:

(36)

Принимая начальный момент сопротивления равным нулю получим:

или

Если принять во внимание, что , тогда оптимальный поток, необходимый для уменьшения потерь определяется следующим выражением:

Функциональный преобразователь в схеме устанавливает требуемую взаимосвязь между и . Примерный вид зависимостей и для показан на рис.

Рисунок 4. Зависимости оптимального потока и напряжения от частоты

Укажем одну из важных особенностей энергетической оптимизации АД при частотном управлении. Одна связана с принципиальной необходимостью учета нелинейности кривой намагничивания.

В асинхронных ЭП с частотным управлением поток пропорционален . В ПЧ осуществляется независимое управление частотой и амплитудой напряжения, приложенного к статору АД, поэтому имеется возможность работать при пониженных частотах с большими значениями потока, существенно превышающими номинальное значение. В то же время можно доказать, что для минимизации потерь при малых частотах необходимо увеличивать поток по сравнению с номинальным значением, т. е. АД должен работать на нелинейном участке кривой намагничивания. Учет кривой намагничивания существенно усложняет анализ условий существования минимума электрических потерь, поэтому здесь не приводится.

1.4 Анализ динамических режимов