Явления, происходящие при питании двигателя токами изменяющейся частоты при частотном регулировании, хорошо изучены. Однако в некоторых случаях протекание токов неноминальной частоты по обмотке статора двигателя имеет место в режимах, отличных от частотного регулирования. Представления, связанные с частотным регулированием для указанных условий, оказываются недостаточными. К числу таких режимов относятся: 1) питание двигателя от сети при искажении формы напряжения сети; 2) питание двигателя от преобразователей частоты: машинных (синхронных или асинхронных) и статических (магнитных или тиристорных); 3) специальные режимы.
Многообразие специальных режимов асинхронного короткозамкнутого двигателя содержит в себе те или иные сочетания условий, которые в конечном счете соответствуют питанию обмотки статора токами неноминальной частоты. Действительно, питание обмотки выпрямленным током в режиме динамического торможения или получение ползучей скорости, наличие токов изменяющейся частоты при конденсаторном торможении или коротком замыкании, а также токов сложной периодической формы, соответствующей фазовому управлению тиристорами, наконец, даже просто питание токами произвольной формы в любом из специальных режимов — все это фактически является питанием статора суммой токов разных частот.
Влияние высших гармоник тока практически существенно не сказывается на инженерных расчетах силовых элементов привода, однако своеобразие явлений, вызываемых ими, требует качественного учета.
Особым вопросом является управление специальными режимами путем изменения частоты по требуемому закону. На практике обычно встречаются следующие случаи питания токами неноминальной частоты.
1. Питание двигателя от полупроводникового преобразователя. Как известно, в последнее время получают распространение полупроводниковые преобразователи постоянного тока в переменный (инверторы) или преобразователи переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты. Назначение подобных устройств в большинстве случаев заключается в питании асинхронного двигателя током переменной частоты с целью регулирования его скорости вращения.
Форма кривой питающего напряжения во всех случаях частотного регулирования может быть самой различной.
Рассмотрим несколько примеров. Простейшим случаем является питание статора асинхронного двигателя током прямоугольной формы.
Самый простой способ частотного регулирования асинхронного двигателя заключается в питании его через элементарный кольцевой коммутатор от источника (Постоянного тока, например, по схеме на рис. 6-1. (Работа коммутаторов подобного типа, работающих как с управлением от постороннего источника импульсов, так и с самовозбуждением, описана в 1[Л. 30].) При этом на обмотки подается система напряжений прямоугольной формы в соответствии с рис. 6-2,а. Ток в обмотках двигателя содержит значительные гармонические составляющие, которые и надлежит учитывать при рассмотрении режимов, расчете моментов и потерь.
