Regulacija hitrosti indukcijskega motorja

Najpogostejši so naslednji načini krmiljenja vrtilne frekvence asinhronega motorja: sprememba dodatnega upora rotorskega kroga, sprememba napetosti, ki se napaja v navitje statorja, sprememba frekvence napajalne napetosti, kot tudi kot preklapljanje števila polov.

Regulacija hitrosti indukcijskega motorja z vnosom uporov v rotorsko vezje

Uvod upori v tokokrogu rotorja vodi do povečanja izgub moči in zmanjšanja hitrosti rotorja motorja zaradi povečanja zdrsa, saj je n = nO (1 - s).

sl. 1 sledi, da ko se upor v tokokrogu rotorja poveča pri enakem navoru, se število vrtljajev motorja zmanjša.

Trdota mehanske lastnosti bistveno upada z zmanjševanjem hitrosti vrtenja, kar omejuje regulacijsko območje na (2 — 3): 1. Slabost te metode so velike izgube energije, ki so sorazmerne z zdrsom. Takšna prilagoditev je mogoča samo za rotorski motor. 

Regulacija hitrosti vrtenja indukcijskega motorja s spreminjanjem napetosti statorja

Sprememba napetosti, ki se uporablja za navitje statorja asinhronega motorja, vam omogoča prilagajanje hitrosti s sorazmerno preprostimi tehničnimi sredstvi in ​​krmilnimi shemami. Da bi to naredili, je napetostni regulator priključen med omrežjem izmeničnega toka s standardno napetostjo U1nom in statorjem elektromotorja.

Pri prilagajanju hitrosti asinhroni motor sprememba napetosti, ki se uporablja za navitje statorja, se kritični trenutek Mcr asinhroni motor spreminja sorazmerno s kvadratom napetosti, ki se uporablja za motor Uret (slika 3) in zdrs iz Ureg ni odvisen.

riž. 1. Mehanske značilnosti indukcijskega motorja z navitim rotorjem pri različnih uporih uporov, vključenih v vezje rotorja

riž. 2. Shema za regulacijo hitrosti indukcijskega motorja s spreminjanjem napetosti statorja

riž. 3. Mehanske značilnosti indukcijskega motorja pri spreminjanju napetosti, ki se nanaša na navitja statorja

Če je uporni moment gnanega stroja večji začetni navor elektromotorja (Ms> Mstart), potem se motor ne bo vrtel, zato ga je potrebno zagnati pri nazivni napetosti Unom ali v prostem teku.

Tako je možno regulirati hitrost vrtenja indukcijskih motorjev z veverico le z ventilatorsko obremenitvijo. Poleg tega je treba uporabiti posebne motorje z visokim zdrsom. Obseg regulacije je majhen, do nkr.

Če želite spremeniti napetost, uporabite trifazni avtotransformatorji in tiristorski regulatorji napetosti.

riž. 4.Shema tiristorskega regulatorja napetosti zaprtozančnega krmilnega sistema - indukcijski motor (TRN - IM)

Krmiljenje asinhronega motorja z zaprto zanko, izdelano po shemi tiristorskega regulatorja napetosti - elektromotor vam omogoča prilagajanje hitrosti asinhronega motorja s povečanim zdrsom (takšni motorji se uporabljajo v prezračevalnih enotah).

Regulacija hitrosti vrtenja indukcijskega motorja s spreminjanjem frekvence napajalne napetosti

Ker je frekvenca vrtenja magnetnega polja statorja št = 60e/p, se lahko prilagoditev hitrosti vrtenja indukcijskega motorja izvede s spreminjanjem frekvence napajalne napetosti.

Načelo frekvenčne metode za regulacijo hitrosti asinhronskega motorja je v tem, da se lahko s spreminjanjem frekvence napajalne napetosti, v skladu z izrazom s konstantnim številom parov polov p, spremeni kotna hitrost za magnetno polje statorja.

Ta metoda zagotavlja nemoten nadzor hitrosti v širokem razponu, mehanske lastnosti pa imajo visoko togost.

Da bi dosegli visoko energijsko učinkovitost asinhronih motorjev (koeficienti moči, izkoristek, preobremenitvena zmogljivost), je potrebno spreminjati napajalno napetost sočasno s frekvenco. Zakon o spremembi napetosti je odvisen od narave obremenitvenega momenta Ms. Pri konstantni obremenitvi navora je treba napetost statorja nadzorovati sorazmerno s frekvenco.

Shematski diagram frekvenčnega električnega pogona je prikazan na sl. 5, mehanske značilnosti frekvenčno nastavljenega IM pa so prikazane na sl. 6.

riž. 5.Shema frekvenčnega pretvornika

riž. 6. Mehanske lastnosti asinhronskega motorja s frekvenčno regulacijo

Z zmanjševanjem frekvence f se kritični moment nekoliko zmanjša v območju nizkih vrtilnih hitrosti. To je posledica povečanja vpliva aktivnega upora navitja statorja s hkratnim zmanjšanjem frekvence in napetosti.

Frekvenčna regulacija hitrosti asinhronega motorja vam omogoča spreminjanje hitrosti v območju (20 - 30): 1. Frekvenčna metoda je najbolj obetavna za regulacijo asinhronega motorja z rotorjem v kletki. Izgube moči pri tej ureditvi so majhne, ​​ker so izgube zaradi zdrsa minimalne.

Najsodobnejši frekvenčni pretvorniki, izdelani po shemi dvojne pretvorbe. Sestavljeni so iz naslednjih glavnih delov: enosmernega vmesnega toka (nekrmiljenega usmernika), impulznega močnostnega pretvornika in krmilnega sistema.

Vmesni tok je sestavljen iz nekrmiljenega usmernika in filtra. Izmenična napetost napajalnega omrežja se pretvarja v enosmerno napetost.

Močnostni trifazni impulzni pretvornik vsebuje šest tranzistorskih stikal. Vsako navitje motorja je prek ustreznega stikala povezano s pozitivnim in negativnim priključkom usmernika. Pretvornik pretvori usmerjeno napetost v trifazno izmenično napetost želene frekvence in amplitude, ki se napaja na navitja statorja elektromotorja.

V izhodnih stopnjah pretvornika se kot stikala uporabljajo močnostna stikala. IGBT tranzistorji… V primerjavi s tiristorji imajo višjo preklopno frekvenco, kar jim omogoča ustvarjanje sinusnega izhodnega signala z minimalnim popačenjem.Regulacija izhodne frekvence Spodnja in izhodna napetost se realizirata z visoko frekvenco širinsko modulacijo impulza.

Krmiljenje preklopne hitrosti para polov indukcijskega motorja

Stopenjsko regulacijo hitrosti je mogoče izvesti s posebnimi večhitrostni indukcijski motorji s kletko. 

Iz izraza no = 60e/ p sledi, da se ob spremembi števila parov polov p dobijo za magnetno polje statorja mehanske karakteristike z različnimi hitrostmi vrtenja. Ker je vrednost p določena s celimi števili, je prehod iz ene karakteristike v drugo v procesu prilagajanja postopen.

Število parov polov lahko spremenite na dva načina. V prvem primeru sta v reže statorja nameščena dva navitja z različnim številom polov. Ko se hitrost spremeni, je eno od navitij priključeno na omrežje.V drugem primeru je navitje vsake faze sestavljeno iz dveh delov, ki sta povezana vzporedno ali zaporedno. V tem primeru se število parov polov spremeni za faktor dva.

riž. 7. Sheme za preklop navitij asinhronega motorja: a - od enojne zvezde do dvojne zvezde; b — od trikotnika do dvojne zvezde

Nadzor hitrosti s spreminjanjem števila parov polov je ekonomičen, mehanske lastnosti pa ohranjajo togost. Pomanjkljivost te metode je stopničasta narava spremembe hitrosti indukcijskega motorja z rotorjem s kletko. Dvohitrostni motorji so na voljo s 4/2, 8/4, 12/6 poli. 12/8/6/4 polni štiristopenjski elektromotor ima dve preklopni navitji.

Uporabljeni materiali iz knjige Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Električna oprema kmetijskih podjetij.