Автоматизированный электропривод центрифуги (стр. 5 из 10)
или 
Получим вид механических характеристик для каждого режима работы АД в соответствии с принятым циклом работы. Для этого сначала определим необходимые частоты питающего двигатель напряжения, исходя из желаемых частот вращения АД на каждом из участков цикла:
;Далее для каждого из участков цикла рассчитаем необходимое изменение подводимого напряжения, а также значения критического момента и скольжения двигателя на каждой из механических характеристик.
1-ый участок цикла:
; 
; 
; 
; 
; 
2-ой участок цикла:
; 
; 
3-ий участок цикла:
; 
; 
; 
; 
Построим механические характеристики двигателя для каждого из участков работы электропривода. Для этого используем формулу Клосса. Следует отметить, что характеристики, построенные по данной формуле имеют значительные погрешности в области S< Sk
Результаты расчётов приведены в приложении I
Рисунок.7.1 механические характеристики двигателя для каждого из участков работы электропривода.
Механическая характеристика асинхронного двигателя при динамическом торможении без учета насыщения магнитной цепи (хμ=х0=const) описывается уравнением
, где 
; 
,где Iэ - эквивалентное значение тока статора, определяемое как
,ксх - коэффициент, зависящий от схемы включения обмоток статора к источнику постоянного тока. В частности, при подключении последовательно двух фаз статора к источнику постоянного тока
; 
- относительная скорость ротора; Iпост - величина постоянного тока, протекающего по обмоткам статора. 
Рисунок 7.2 Механическая характеристика асинхронного двигателя при динамическом торможении
Реализовать схему динамического торможения можно следующим образом:
Рисунок.7.3 Схема динамического торможения асинхронного двигателя.
8. Анализ статических характеристик ЭП и требования предъявляемые к ЭП (Определение структуры настроек регулятора) построение статических характеристик СУЭП
На практике существуют различные способы управления частотой вращения асинхронного двигателя. Среди них управление напряжением питания, магнитным потоком, количеством пар полюсов, введением добавочного сопротивления в цепь ротора (для АД с фазным ротором) и др. Однако в последнее время наиболее распространенным методом регулирования скорости асинхронного двигателя является способ управления частотой питающей сети. Кроме того заметим, что статическая характеристика ЭП является астатической, соответственно частотное управление будет оптимальным для данной системы. [2]
Различают два основных способа частотного управления:
частотное управление, при котором в качестве управляющих воздействий приняты частота и напряжение статора;
частотное управление, при котором в качестве управляющих воздействий приняты частота и ток статора.
Второй способ называют частотно-токовым управлением. Формирование механических характеристик асинхронных двигателей при частотном управлении, как и при управлении двигателями постоянного тока, подчинено задачам обеспечения требуемой перегрузочной способности и жесткости характеристик во всем диапазоне регулирования скорости.
Заданная перегрузочная способность обеспечивается путем выполнения определенных соотношений между частотой и напряжением статора. Жесткость механических характеристик может быть сколь угодно высокой при использовании обратных связей по скорости. Следует подчеркнуть, что и без обратных связей по скорости жесткость механических характеристик частотно-управляемых электроприводов переменного тока оказывается более высокой, чем у приводов постоянного тока. Это обстоятельство способствует применению простых систем управления асинхронными электроприводами, не оснащенными датчиками скорости и контурами регулирования скорости. Поскольку для центрифуг периодического действия характерно то, что момент инерции центрифуг может в 20-100 раз превышать момент инерции двигателя, причем в процессе работы центрифуги значение его изменяется в широких пределах в связи с выделением жидкой фазы из обрабатываемого продукта, то необходимо вводить обратную связь не только по току, но и скорости. [3]
Рис.8.1 Функциональная схема СУЭП
Функциональную схему СУЭП можно представить в следующем виде:
Рисунок.8.2 Функциональная схема СУЭП.
ПЧ - преобразователь частоты;
СУПЧ - система управления ПЧ;
ФТС - формирователь токового сигнала,
ФСС - формирователь сигнала скорости;
ДС - датчик скорости;
ДТ1, ДТ2, ДТЗ - датчики тока.
Автономный инвертор тока с полной коммутирующей емкостью. На рисунке 8.3изображена схема трехфазного инвертора тока с полной коммутирующей емкостью." Трехфазный тиристорный выпрямитель Uвыпрямляет ток сети, и выпрямленный ток сглаживается дросселем L. Тиристоры инвертора тока
, включенные по трехфазной мостовой схеме, пропускают ток в течение 1/3 периода (120°). Переключение производится с периодичностью 60° в последовательности, соответствующей нумерации тиристоров. Коммутация тока и компенсация реактивной мощности осуществляются конденсаторами С1-СЗ на стороне переменного тока.К достоинствам схемы следует отнести сравнительную простоту и благоприятную для тиристоров форму коммутационного напряжения. Наряду с достоинствами имеются й недостатки: вольтамперная характеристика является крутопадающей, причем на холостом ходу напряжение может превышать напряжение источника постоянного тока в десятки раз; емкость конденсаторов должна быть большой, при снижении частоты и при постоянном моменте на валу она возрастает обратно пропорционально квадрату частоты; большая емкость, выбранная из условия низшей частоты, может повлечь за собой на более высоких частотах конденсаторное самовозбуждение асинхронного двигателя, вызывающее самораскачивание системы "инвертор-двигатель", которое приводит к срыву коммутации и короткому замыканию источника питания.
Инверторы тока с полной коммутирующей емкостью применяют в основном в качестве источников повышенной частоты, при стабильной выходной частоте или при малых пределах изменения последней. При изменении нагрузки в широких пределах применяют регуляторы отбора реактивной мощности, представляющие собой три линейные индуктивности, последовательно с каждой из которых включаются встречно-параллельные тиристоры. Включение регулятора отбора реактивной мощности параллельно коммутирующим конденсаторам дает возможность стабилизировать выходное напряжение инвертора тока.
Рисунок 8.3 Схема инвертора тока с ограниченной коммутирующей емкостью.
В АИТ, наоборот, очередность коммутации тиристоров определяет форму тока, а форма напряжения зависит от нагрузки. Это обусловлено включением на вход инвертора реактора с достаточно большой индуктивностью. Основной недостаток систем с одним регулятором - сложность настройки параметров цепей ОС по току и скорости. Настройка носит компромиссный характер и не является оптимальной. Этот недостаток исключен в системах с подчиненным (каскадным) регулированием.