Введение в каждую из фаз ротора добавочной ЭДС, согласо­ванной по частоте, амплитуде и фазе с ЭДС ротора* может обес­печить экономичное регулирование скорости двигателя выше и ниже синхронной скорости. Принцип управления может быть упрощенно пояснен, если рассматривать только роторную цепь асинхронного двигателя.

Предполагая, что в режиме холостого хода в каждую фазу ротора введена добавочная ЭДС едо6, находящаяся в противофазе с основной ЭДС (е% — Е2в$) и равная ей по значению, а также принимая во внимание, что s = 1 — <й/и0н. можно записать

£г“(|-‘5^г)=е>”6

или

где Е2ц — номинальное значение ЭДС на кольцах неподвижного ротора.

Изменяя едо6 от значения, равного Е2в, до нуля, можио изме­нять угловую скорость холостого хода двигателя от нуля до (й0и. Если добавочная ЭДС включена в фазе с основной ЭДС ротора, то двигатель будет вращаться с угловой скоростью, большей синхрон­ной скорости <а0н. Регулирование скорости от значений, меньших со0„, до значений, больших ща, носит название двухзонного регули­рования скорости. При увеличении нагрузки на валу двигателя скорость его снижается, скольжение возрастает и ЭДС ротора пре­восходит добавочную ЭДС. В роторной цепи появляется ток i2, опре­деляемый результирующей ЭДС е<& = е2 + едоб и полным сопроч тивлейнем цепи.

С помощью добавочной ЭДС можно регулировать не только угло­вую скорость двигателя, но и реактивную мощность роторной цепи, а следовательно, и всего двигателя. С этой целью добавоч­ную ЭДС вводят с некоторым фазовым углом к ЭДС ротора, чтобы была реактивная составляющая добавочной ЭДС. Активная составляющая добавочной ЭДС будет в этом случае оказывать влияние только на скорость двигателя.

л* Техническая сложность введения добавочной ЭДС в цепь ротора двигателя заключается в том, что ЭДС ротора имеет переменную частоту, зависящую от скольжения двигателя. Поэтому и добавоч­ная ЭДС должна иметь переменную частоту, синхронизированную с частотой ротора. С этой целью в роторную цепь двигателя вклю­чают преобразователи частоты.

Для асинхронных электроприводов малой мощности применяют способ управления частотой вращения двигателя плавным регули­рованием добавочных сопротивлений в роторной цепи. В этом случае энергия скольжеиня расходуется на добавочном сопротивлении и, следовательно, возникают дополнительные потери в приводе. Одна­ко такой способ управлення благодаря своей простоте получает распространение в практике электропривода.

Рассматривая динамику асинхронного электродвигателя с фаз­ным ротором прн регулировании добавочной ЭДС и добавочного сопротивления в цепи ротора, можно считать постоянным потоко - сцеплеиие статора и пренебречь активным сопротивлением обмотки

статора. Принимая во внимание также, что <д>х = на основа­

нии (3-7) и (3-8) имеем

их = /юlu^i; и* = + /scOin-La ia - j-

Выражение учитывает ЭДС <??, индуцируемую в ротор­

ной цепи со стороны статора. В первом приближении можио пре­небречь падением напряжения на индуктивном сопротивлении /5со1иІ2І2 по сравнению с падением напряжения на активном сопро­тивлении роторной депн. Кроме того, представляя результирую­щие векторы 11ц 112Л2 и в виде проекций на комплексной плос­кости и рассматривая только вещественную часть комплексной величины Іг, можно аналогично (3-15)—(3-17) записать

¥1р ^ . (lfla/60iH) = const; (3-46)

*i« = 0; # (3-47)

*4a = LI (3-48)

где t/la —стационарное значение напряжения ui(X; —

составляющая ЭДС роторной цепи, приведенная к цепи статора.

При регулировании добавочной ЭДС необходимо обеспечить ра­венство Ы2а — —елоб> Учитывая это, а также дополнительные пара­метры преобразователя частоты, с помощью которого регулируется получим на основании (3-48) уравнение в приращениях отно­
сительно начальных значений координат;

Абдоб = R'>Z Aiia 4~ L'izP As, (3-49)

где Дедоб — приращение добавочной ЭДС относительно начального

ЗНаЧеИИЯ £до5. нач (бдоб — £до6. нач і Д(?доб)t R'22* ^22 ” ЗКТНВНОС

сопротивление и индуктивность роторной цепи, содержащие актив­ное сопротивление и ИНДУКТИВНОСТЬ ротора (/?2, Lli И приведенные активное сопротизление и индуктивность преобразователя в цепи ротора (/?яр, L'nр), Т. е. /?23 = R'z 4* R'np, ^22 “ Uz 4" Lnp.

Поич^тяч во внимание (3-46), (3-47), можно на основании урав­нения (3-22) записать уравнение электромагнитного момента в при­ращениях координат в следующем виде:

ДД1 = _з (3-50)

Z «ІН

Приращение скольжения Азсвязанос приращением скорости Дсо уравнением

Д8 = —= (351)

Из уравнений (3-40), (3-49), (3-50) и (3*51) могут быть выведены основные передаточные функции, характеризующие динамические процессы в асинхронном электродвигателе при регулировании до­бавочной ЭДС в цепи ротора

ЫЬ(Р) _ » 1

^доб (р) (РЇ ^22 ^ЭЛ ^

Де5р (р) _

Дю (р) ~~ «їй ’

А. М (р) _ __ 3 риЬіУіч Д[;а (р) 2 шц,

A(d (р) 1

ЛМ(р)-ДМс(р) Jp ’

где — электромагнитная постоянная времени двигателя с уче*

том добавочных параметров роторной цепи = L^/R'zz)-

При регулировании добавочного сопротивления в цепн ротора имеем добавочное напряжение в роторе, находящееся в фазе с током ротора, и можно записать

«V* = — ^доб*^£і (3-53)

где /?доб = R доб. нач 4- ЛЯдоз — приведенное добавочное сопротив­ление, представленное в виде некоторого начального сопротнвле* НИЯ /?доб. нач И Приращения Д#доб*

Уравнение (3-48) для рассматриваемого случая записывается в следующем виде:

— Rffpiha. = R'ii'ia 4" LI —^jr 4“ kjJ las. (3*54)

Рассматривая переходные процессы в отклонениях координат относительно начальных значений, имеем

— /га — /?« loc (3-55)

ГДЄ /?22 = ^2 “f~ ^доб. нач-

Передаточные функции, характеризующие динамические про­цессы в асинхронном электродвигателе при регулировании добавоч­ного сопротивления в цепи ротора, аналогичны передаточным функциям (3-52) с той лишь разницей, что передаточная функция, характеризующая электромагнитные процессы в цепи ротора, имеет вид

А^ак (Р)________________________________ _J______ I

— ^доб (р) “ ^Р + ^

Электромагнитная постоянная времени двигателя с учетом доба­вочных параметров роторной цепи Т'вл^ — ^2/^22 является пере­менной величиной, так как изменяется составляющая #д0б. нач сум­марного сопротивления /?22• Изменяется, но в значительно меньшей мере, и постоянная времени при управлении с помощью доба­вочной ЭДС. Зі и изменения связаны со свойствами 777, включае­мых в цепь ротора.