Регулирование скорости АД в системах рн-ад

Полупроводниковые регуляторы напряжения при регулировании величины напряжения искажают синусоидальную форму кривой. В результате на выходе регулятора напряжения, кроме первой, присутствуют и высшие гармоники. Но электромагнитный момент АД определяется первой гармоникой напряжения. Влияние высших гармоник невелико и им можно пренебречь при оценке электромеханических свойств электропривода в установившемся режиме

В дальнейшем рассмотрении системы РН – АД мы будем учитывать линеаризованные характеристики всех элементов, составляющих систему электропривода.

Что касается регулирования скорости АД при уменьшении напряжения питания U₁ и постоянной частоте f₁=f_1ном, то вследствие неудовлетворительных механических характеристик АД в разомкнутых системах применяются, главным образом, замкнутые системы РН – АД с отрицательной обратной связью по скорости (рис.8.6). Напряжение, поступающее на обмотку статора АД, можно записать в виде

(8.36)

где К_рн, К_рс – коэффициенты усиления регулятора напряжения РН и регулятора скорости РС,

К_ос – коэффициент обратной связи по скорости (крутизна характеристике тахогенератора ТГ), U_з – задающее напряжение.

Электромагнитный момент пропорционален квадрату напряжения:

(8.37)

где М_е(s) – момент АД на естественной механической характеристике при данном скольжении s. При работе АД в системе РН – АД с U_з=const можно линеаризовать зависимость момента от напряжения, приняв

(8.38) где (8.39)

Определяем U₁ из (8.38) и подставляем в (8.36): (8.40)

откуда получаем уравнение линеаризованной механической характеристики АД в замкнутой по скорости системе РН – АД: (8.41)

Обозначим (8.42) (8.43)

Тогда (8.44)

где w_о.з – скорость идеального холостого хода АД на линеаризованной механической характеристике (фиктивная величина),

b_з.с – модуль жесткости линеаризованной механической характеристики.

При рассмотренных условиях линеаризованная механическая характеристика в пределах рабочей зоны, ограниченной характеристиками w=F(M, U_з.min) и w=F(M, U_з.max), выражается уравнение прямой (8.44). Точки 1–5 механической характеристики АД в замкнутой системе соответствуют различным значениям относительного напряжения g, поэтому линейную механическую характеристику электропривода в замкнутой системе можно рассматривать как множество точек, расположенных на разных механических характеристиках АД при разных значениях напряжения питания. При приближении механических характеристик к граничным в действительности происходит заметное отклонение от прямых (штрих-пунктирные кривые на рис.8.7). Скорости w_о,з идеального холостого хода являются фиктивными величинами, соответствующими точкам пересечения линейной механической характеристик с осью w.