ГЛАВА IV. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА С МНОГОФАЗНЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Рассмотрим электрические приводы, в которых в качестве исполнительных элементов используются многофазные электродвигатели переменного тока. У этих электродвигателей число фаз статорной (роторной) обмотки равно двум и более [23]. Электропривод, помимо электродвигателя, содержит преобразователь энергии для его питания и схему управления. Угловая скорость вращения электродвигателей определяется частотой питающего многофазного напряжения. Это используется для управления частотой вращения электродвигателя [19, 20]. Такое управление является самым экономичным. Например, при использовании двухфазного электродвигателя в приводе с экономичным способом управления его к. п. д. не менее 80%, а при амплитудном управлении и постоянной частоте питания — не более 30%.
Области применения приводов с многофазными электродвигателями — приводов переменного тока — во многом определяются свойствами самих электродвигателей. Во-первых, средняя частота вращения электродвигателей, например синхронных, строго соответствует частоте питающего напряжения. Поэтому приводы с этими электродвигателями используют в разомкнутых системах для синхронного регулирования скорости многих объектов (веретен ткацких станков, рольгангов прокатных станов и др.) [20].
При задании частоты от прецизионного генератора (кварцевого или камертонного) приводы с синхронными электродвигателями используют для получения высокоточного вращения антенн телескопов.
Во-вторых, многие электродвигатели (асинхронные короткозамкнутые, синхронные реактивные и др. [23]) являются бесконтактными — не имеют коллектора и щеток. Приводы с такими электродвигателями применяют для объектов регулирования, располагающихся в агрессивных средах, взрывоопасных помещениях или в условиях, в которых затруднено проведение профилактических работ, например под водой, в космическом пространстве и т. д.
В-третьих, электродвигатели переменного тока имеют малое отношение момента инерции к электромагнитному моменту [19], поэтому их применяют в приводах с высоким быстродействием.
В-четвертых, асинхронные электродвигатели с фазным ротором могут работать в качестве силового электромеханического дифференциала, поэтому их применяют в случаях, когда необходимо осуществлять двухканальное управление нагрузкой.
В-пятых, электродвигатели с электромеханической редукцией имеют большой момент при относительно малой массе и низкой угловой скорости. Приводы с такими электродвигателями находят применение в системах, в которых использование механических редукторов недопустимо из-за того, что последние вносят в контур регулирования люфты и упругие деформации.
Кроме того, электродвигатели переменного тока являются самыми простыми, экономичными, дешевыми и надежными. Однако, несмотря на высокие технико-экономические показатели многофазных электродвигателей, приводы переменного тока не могут конкурировать с приводами постоянного тока по ряду причин. Основная причина связана с трудностью создания преобразователя энергии промышленных источников напряжения.
Другая причина заключается в относительной сложности схем управления, возникающей из-за необходимости реализации функциональных зависимостей для амплитуды и частоты питающего напряжения (тока).
