ГОСТ Р МЭК/ТС 60034-17—2009
В случае питания двигателей от инвертора тока дополнительные потери в стали невелики,
исключение составляют так называемые коммутационные потери. Быстрое изменение потоков рас
сеяния на интервале коммутации вызывает вихревые токи в зубцах статора и ротора. Вслучае инвер
тора напряжения данные потери отсутствуют, поскольку коммутационные токи не протекают по
обмоткам двигателя.
Дополнительные потери в роторных обмотках особо важно учитывать из-за большой амплитуды
токов гармоник на низких частотах.
Для расчета дополнительных потерь нет простых методов, а также отсутствуют общие рекомен
дации по оценке их величины. Их зависимость от различных физических параметров весьма сложна.
Они в большой степени зависят от типа преобразователя (с инвертором тока или напряжения, с раз
личнойчастотой коммутации иформой импульсов) идвигателя (типа обмотки, геометрии паза и потерь в
стали). Качество изготовления сердечника — также важный фактор.
Для примера на рисунке 4 в виде столбцовыхдиаграмм показаны результаты расчета составляю
щих потерь вдвигателе (габарит 315 мм, конструкция W)- питаемом от инверторовдвух типов с различ
ной формой и соответственно гармоническим составом питающего напряжения, а также от сети с
синусоидальным напряжением. Данный пример иллюстрирует существенное различие составляющих
потерь при использовании самых распространенных в настоящее время инверторов. Приведенные
диаграммы не могут быть распространены на другие типы двигателей и инверторов. Для
облегчения сравнения напряжения и токи при работе инверторов взяты такими же, как при работе в
номинальном режиме.
В соответствии с рисунком 4 потери, вызываемые гармониками, при использовании инверторов
тока больше, чем при питании от инвертора напряжения. Разница уменьшается при частичной нагруз
ке. поскольку данные потери постоянны при питании от инверторов напряжения, однако увеличивают
ся с ростом нагрузки при использовании инверторов тока.
6 Снижение момента при работе от преобразователя
При работе от преобразователя двигатель при номинальной скорости имеет меньший допусти
мый момент, чем при работе от сети, из-за повышенного нагрева от потерь, вызываемых гармониками.
Вторая причина уменьшения момента — падение напряжения преобразователя. Эксплуатация двига
теля при номинальной нагрузке в таком случае снижает долговечность изоляции.
Сплошная линия на рисунке 5 представляет связь напряжения с частотой, обеспечивающую при
мерное постоянство потока при синусоидальном литании. Производитель двигателя может опреде
лить превышение температуры при известном спектральном составе напряжения инвертора. Это
превышение зависитот особенностей конструкциидвигателя исистемы охлаждения. Для определения
кратности снижения момента важен запас двигателя по нагреву. С учетом названных обстоятельств
кратность допустимого момента лежит в пределах от 0,8 до 1,0.
На практике часто номинальные данные преобразователя не учитывают то обстоятельство, что
основной поток двигателя при питании от него отличается от потока при питании от синусоидального
напряжения. В результате момент отклоняется на величину, определяемую конкретными параметрами
двигателя и преобразователя.
В диапазоне регулирования вниз от скорости, соответствующей номинальной частоте, выполне
ние закона I/,//, = const позволяет поддерживать момент лишь в случае пренебрежимо малой величи
ны сопротивления статора по сравнению с остальными сопротивлениями в схеме замещения. Для
компенсации влияния сопротивления статора на момент, которое особенно заметно на низких часто
тах. управление преобразователем строится по характеристике, показанной пунктиром на рисунке 5.
При увеличении частоты выше номинальной (f,/fN> 1,0) напряжение обычно поддерживается на
уровне номинального (управление с ослаблением поля). В этом случае перегрузочная способность
двигателя по моменту (кратность допустимого момента T,/TN) при увеличении частоты уменьшается,
как показано на рисунке 6.
4