Электрическую энергию на заводах, фабриках, при строительных работах, в шахтах, сельском хозяйстве обычно получают от сети трехфазного тока нормальной частоты 50 Гц. Для преобразования тока в другую частоту может быть использован асинхронный преобразователь частоты, представляющий собой асинхронную машину с контактными кольцами, приводимую во вращение каким-либо двигателем. Приводным двигателем обычно служит короткозамкнутый асинхронный двигатель.

Асинхронные преобразователи частоты широко применяются для повышения частоты тока, например, в тех случаях, когда для питания быстроходных асинхронных двигателей требуется ток более высокой частоты, чем 50 Гц. Другие агрегаты для преобразования частоты тока (например, синхронный генератор с приводным двигателем) в тех же случаях оказываются более дорогими, особенно при небольших мощностях.

На рис. 3-103 представлена принципиальная схема включения асинхронного преобразователя частоты. Обмотка статора преобразователя (П) приключается к первичной сети нормальной частоты f₁, а его обмотка ротора через посредство контактных колец и щеток — ко вторичной сети частоты f₂. Приводной двигатель (Д) также приключается к первичной сети.

Рис. 3-103. Схема включения асинхронного преобразователя частоты.

Для повышения частоты (f₂ > fi) ротор преобразователя приводится во вращение против поля. Тогда э.д.с. E_2s = s_пE₂, наведенная в его обмотке, будет иметь частоту f₂ = s_пf₁ > fi, так как при вращении против поля скольжение преобразователя s_п > l.

Полная электрическая мощность Р_э2 цепи ротора при s > l складывается из мощности Р_эм, перенесенной вращающимся полем со статора на ротор, и мощности , полученной в результате преобразования механической мощности, подведенной к преобразователю со стороны двигателя.

В соответствии с известными соотношениями [см. (3-69) и (3-70а)] можем написать:

 и .          (3-241)

Если двигатель имеет р_д пар полюсов, а преобразователь р_п пар полюсов, то скольжение преобразователя

,          (3-242)

где n₁ — частота вращения поля преобразователя;

n₂ — частота вращения его ротора (скольжением двигателя пренебрегаем).

Допустим, что в машинах нет потерь. Тогда будем иметь (рис. 3-103) Р_э2 = Р (мощности вторичной сети); Р_эм = Р_п (мощности преобразователя) и  = Р_д (мощности двигателя). Соотношения между указанными мощностями получим, подставив (3-242) в (3-241):

 и .          (3-243)

Если преобразователь служит, например, для преобразования тока частоты f₁ =50 Гц в ток частоты f₂ = 150 Гц, то его скольжение s_п = f₂/f₁ = 3, что согласно (3-242) можно получить при р_д = 1 и р_п = 2; тогда по (3-243) Р_п = 0,33Р и Р_д = 0,67Р.

Вверх

Глава 4