Более всераспространены последующие методы регулирования скорости асинхронного мотора: изменение дополнительного сопротивления цепи ротора, изменение напряжения, подводимого к обмотке статора, мотора изменение частоты питающего напряжения, также переключение числа пар полюсов.

Регулирование частоты вращения асинхронного мотора методом введения резисторов в цепь ротора

Введение резисторов в цепь ротора приводит к повышению утрат мощности и понижению частоты вращения ротора мотора за счет роста скольжения, так как n = nо (1 — s).

Из рис. 1 следует, что при увеличении сопротивления в цепи ротора при том же моменте частота вращения вала мотора миниатюризируется.

Твердость механических черт существенно понижается с уменьшением частоты вращения, что ограничивает спектр регулирования до (2 — 3) : 1. Недочетом этого метода являются значимые энергопотери, которые пропорциональны скольжению. Такое регулирование может быть только для мотора с фазным ротором.

Регулирование частоты вращения асинхронного мотора конфигурацией напряжения на статоре

Изменение напряжения, подводимого к обмотке статора асинхронного мотора, позволяет регулировать скорость при помощи относительно обычных технических средств и схем управления. Для этого меж сетью переменного тока со стандартным напряжением U1ном и статором электродвигателя врубается регулятор напряжения.

При регулировании частоты вращения асинхронного мотора конфигурацией напряжения, подводимого к обмотке статора, критичный момент Мкр асинхронного мотора меняется пропорционально квадрату подводимого к движку напряжения Uрет (рис. 3), а скольжение от Uрег не зависит.

Рис. 1. Механические свойства асинхронного мотора с фазным ротором при разных сопротивлениях резисторов, включенных в цепь ротора

Рис. 2. Схема регулирования скорости асинхронного мотора методом конфигурации напряжения на статоре

Рис. 3. Механические свойства асинхронного мотора при изменении напряжения подводимого к обмоткам статора

Если момент сопротивления рабочей машины больше пускового момента электродвигателя (Мс > Мпуск), то движок не будет крутиться, потому нужно запустить его при номинальном напряжении 17ном либо на холостом ходу.

Регулировать частоту вращения короткозамкнутых асинхронных движков таким методом можно только при вентиляторном нраве нагрузки. Не считая того, должны употребляться особые электродвигатели с завышенным скольжением. Спектр регулирования маленький, до nкр.

Для конфигурации напряжения используют трехфазные автотрансформаторы и тиристорные регуляторы напряжения.

Рис. 4. Схема замкнутой системы регулирования скорости тиристорный регулятор напряжения — асинхронный движок (ТРН — АД)

Замкнутая схема управления асинхронным движком, выполненным по схеме тиристорный регулятор напряжения — электродвигатель позволяет регулировать скорость асинхронного мотора с завышенным скольжением (такие движки используются в вентиляционных установках).

Регулирование частоты вращения асинхронного мотора конфигурацией частоты питающего напряжения

Потому что частота вращения магнитного поля статора nо = 60f/р, то регулирование частоты вращения асинхронного мотора можно создавать конфигурацией частоты питающего напряжения.

Принцип частотного способа регулирования скорости асинхронного мотора состоит в том, что, изменяя частоту питающего напряжения, можно в согласовании с выражением при постоянном числе пар полюсов р изменять угловую скорость nо магнитного поля статора.

Этот метод обеспечивает плавное регулирование скорости в широком спектре, а механические свойства владеют высочайшей жесткостью.

Для получения больших энергетических характеристик асинхронных движков (коэффициентов мощности, полезного деяния, перегрузочной возможности) нужно сразу с частотой изменять и подводимое напряжение. Закон конфигурации напряжения находится в зависимости от нрава момента нагрузки Мс. При неизменном моменте нагрузки напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально частоте.

Схема частотного электропривода приведена на рис. 5, а механические свойства АД при частотном регулировании — на рис. 6.

Рис. 5. Схема частотного электропривода

Рис. 6. Механические свойства асинхронного мотора при частотном регулировании

С уменьшением частоты f критичный момент несколько миниатюризируется в области малых частот вращения. Это разъясняется возрастанием воздействия активного сопротивления обмотки статора при одновременном понижении частоты и напряжения.

Частотное регулирование скорости асинхронного мотора позволяет изменять частоту вращения в спектре (20 — 30) : 1. Частотный метод является более многообещающим для регулирования асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором. Утраты мощности при таком регулировании невелики, так как малы утраты скольжения.

Большая часть современных преобразователей частоты выстроено по схеме двойного преобразования. Они состоят из последующих главных частей: звена неизменного тока (неуправляемого выпрямителя), силового импульсного инвертора и системы управления.

Звено неизменного тока состоит из неуправляемого выпрямителя и фильтра. Переменное напряжение питающей сети преобразуется в нем в напряжение неизменного тока.

Силовой трехфазный импульсный инвертор содержит 6 транзисторных ключей. Любая обмотка электродвигателя подключается через соответственный ключ к положительному и отрицательному выводам выпрямителя. Инвертор производит преобразование выпрямленного напряжения в трехфазное переменное напряжение подходящей частоты и амплитуды, которое прикладывается к обмоткам статора электродвигателя.

В выходных каскадах инвертора в качестве ключей употребляются силовые IGBT-транзисторы. По сопоставлению с тиристорами они имеют более высшую частоту переключения, что позволяет производить выходной сигнал синусоидальной формы с наименьшими искажениями. Регулирование выходной частоты Iвых и выходного напряжения осуществляется за счет частотной широтно-импульсной модуляции.

Регулирование частоты вращения асинхронного мотора переключение числа пар полюсов

Ступенчатое регулирование скорости можно выполнить, используя особые многоскоростные асинхронные движки с короткозамкнутым ротором.

Из выражения nо = 60f/р следует, что при изменении числа пар полюсов р получаются механические свойства с разной частотой вращения nо магнитного поля статора. Потому что значение р определяется целыми числами, то переход от одной свойства к другой в процессе регулирования носит ступенчатый нрав.

Существует два метода конфигурации числа пар полюсов. В первом случае в пазы статора укладывают две обмотки с различным числом полюсов. При изменении скорости к сети подключается одна из обмоток. Во 2-м случае обмотку каждой фазы составляют из 2-ух частей, которые соединяют параллельно либо поочередно. При всем этом число пар полюсов меняется вдвое.

Рис. 7. Схемы переключения обмоток асинхронного мотора: а — с одинарной звезды на двойную; б — с треугольника на двойную звезду

Регулирование скорости методом конфигурации числа пар полюсов экономно, а механические свойства сохраняют твердость. Недочетом этого метода является ступенчатый нрав конфигурации частоты вращения асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором. Выпускаются двухскоростные движки с числом полюсов 4/2, 8/4, 12/6. Четырехскоростной электродвигатель с полюсами 12/8/6/4 имеет две переключаемые обмотки.

Применены материалы книжки Дайнеко В.А., Ковалинский А.И. Электрическое оборудование сельскохозяйственных компаний.

Школа для электрика