УДК © 621.3.07 О. В. КЛЮЕВ, канд. техн. наук, доц., ДГТУ, Каменское; А. В. САДОВОЙ, докт. техн. наук, проф., ДГТУ, Каменское. АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД С ИСТОЧНИКОМ ТОКА В РОТОРНОЙ ЦЕПИ И РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ ПО ЦЕПИ СТАТОРА Введение. Свойства электропривода (ЭП) существенно зависят от типа управляемого преобразователя в его силовой схеме. Известны электроприводы постоянного тока, в цепь якоря которых включается источник тока и электромагнитный момент однозначно определяется током источника тока и магнитным потоком маши- ны, а управление осуществляется по цепи возбуждения [1]. В асинхронном вентильном каскаде (АВК) цепь ро- тора стала главным каналом, поскольку управление по этой цепи позволяет формировать требуемые механиче- ские характеристики, а цепь статора ‒ вспомогательным каналом, позволяющим, если нужно, регулировать ско- рость ниже номинальной ослаблением потокосцепления статора. По аналогии с указанными ЭП постоянного тока, в АВК источник тока в роторной цепи нейтрализует действие ЭДС ротора, т.е. исключает её влияние на момент, развиваемый асинхронной машиной. Новый тип силового преобразователя решающим образом влияет на роль каналов управления электриче- ской машиной: они становятся равноправными. В таком случае источник тока может быть неуправляемым, а управление осуществляется по каналу воздействия на магнитный поток машины. Если в цепь ротора АВК по- следовательно подключить через диодный выпрямитель параметрический источник тока (ПИТ), то в динамиче- ских режимах и при перегрузках ЭП ток ротора будет ограничиваться на уровне расчётного тока ПИТ. При этом отпадает необходимость регулирования тока путём изменения угла открытия тиристоров инвертора и, сле- довательно, можно обойтись без внутреннего регулятора выпрямленного тока ротора и скорость регулировать, воздействуя на магнитный поток статора асинхронной машины. Постановка задачи. Задачей настоящей статьи является исследование на математической модели динами- ческих режимов работы асинхронного вентильного каскада при регулировании скорости по цепи статора и по- следовательно включенном в цепь ротора параметрическим источником тока. АВК с ПИТ в роторе получили в литературе название токопараметрических асинхронных вентильных каскадов (ТПАВК). Материалы исследования. Уравнения АВК в осях координат, ориентированных по вектору |  Ψ s |, имеют следующий вид [2]: p ω=− 3 N 2 k s 2 J Ψ s I rv − N J М с ; pI rv = k s L δ Ψ s ω− I rv T l ꞋꞋ +ω I ru −k s R s I rv I ru Ψ s − ( I ru Ψ s + k s L δ ) U s sin ν+ U rv L δ ; p ν=ω 0 −k s R s I rv Ψ s − U s sin ν Ψ s ; p Ψ s = −Ψ s T s + L m T s I ru +U s cos ν ; pI ru = k s T s L δ Ψ s − I ru T l ꞋꞋ −ω I rv + k s R s I rv 2 Ψ s + I rv Ψ s U s sin ν− k s L δ U s cos ν+ U ru L δ . (1) где ν ‒угол между вектором напряжения статора  U s и опорным вектором потокосцепления |  Ψ s |; Usv = Ussinν , Usu = Uscosν ‒ проекции вектора  U s на оси ортогональной системы координат, ориентированной по вектору |  Ψ s | ; Ts = Ls / Rs ; T l ꞋꞋ = L δ / R ꞋꞋ ; R ꞋꞋ =R r + k s 2 R s ; Lδ = Lrσ + ksLsσ ; p = d / dt ‒ оператор дифференцирования. В асинхронных вентильных каскадах с вентиляторной механической характеристикой есть возможность регулировать скорость в направлении ниже номинальной путём уменьшения величины напряжения статора, и, следовательно, снижения модуля потокосцепления статора. Снижается максимальный электромагнитный мо- мент АВК, однако уменьшается и момент нагрузки. Реактивная составляющая тока ротора меньше нуля Iru < 0 и возбуждение ТПАВК происходит полностью со стороны статора Isu > 0. Для предотвращения колебаний модуля потокосцепления статора при возбуждении ТПАВК и в других переходных процессах необходимо в системе управления создать внутренний контур стабилизации переменной |  Ψ s | на основе релейного регулятора или нескольких реле в специальном включении. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Возбуждение АВК сопровождается медленно угасающими колебаниями модуля вектора потокосцепления статора, а наличие в роторной цепи ПИТ только увеличивает колебательность. Третье и четвёртое уравнения системы (1) динамики модуля вектора потокосцепления статора обладают достаточной степенью автономности из-за слабости естественных перекрёстных связей по составляющим тока ротора Irv и Iru . Поэтому рассмотрим эти уравнения отдельно от остальных. Третье уравнение системы умножаем на Ψssinν ( p ν)Ψ s sin ν=ω 0 Ψ s sin ν−k s R s I rv sin ν−U s sin 2 ν . (2) Четвёртое уравнение умножим на cosν © О.В. Клюев, А.В. Садовой, 2017 66 ISSN 2079-8024. Вісник НТУ «ХПІ», 2017. 27(1249)