Regulácia frekvencie otáčania asynchrónneho motora pomocou rotora. Metódy regulácie rýchlosti asynchrónnych motorov

Regulácia zmeny: frekvencia aktuálneho napájania; počet dvojíc pólov statorového vinutia; parametrov obvodu statora alebo rotora. Pre asynchrónne elektromotory sa používajú všetky tri spôsoby regulácie, pre synchrónne - iba prvé.

V AC motoroch kolektorov sa rýchlosť otáčania riadi spôsobom špecifikovaným pre jednosmerný motor so sériovým budením.

Riadenie rýchlosti menením frekvencie prúdu je najekonomickejšie, ale pre pohon motora je potrebný samostatný generátor alebo menič s nastaviteľnou frekvenciou a napätím. Pri tejto metóde je potrebné usilovať sa o to, aby vlastnosti asynchrónneho elektrického motora mali dostatočnú tuhosť, čo je zabezpečené spoločnou reguláciou frekvencie prúdu a napätia.

S proporcionálnym poklesom frekvencie prúdu a napätia charakteristiky mechanické tuhosti 1 (obr. 1) a maximálny krútiaci moment Mmah znižuje mierne v porovnaní s prirodzenou vlastnosťou 0. Výhody riadenie frekvencie by mala zahŕňať širokú škálu (až do 12: 1) a hladkosť.

Regulácia otáčania zmeny rýchlosti počtu pólových párov sa používa iba pre indukčné motory s rotorom nakrátko, pretože motory vinutím rotora by vyžadovať súčasné spínanie vinutia rotora, komplikuje jeho konštrukciu a konštrukciu.

  Počet párov pólov sa dá zmeniť zmenou počtu úsekov jedného vinutia alebo prepnutím dvoch nezávislých vinutia. V prvom prípade sa statorové vinutie skladá z dvoch rovnakých dielov, zapojených do série alebo paralelne. Tento prepínač umožňuje dvakrát zmeniť počet dvojic pólov, a preto meniť frekvenciu otáčania elektromotora v pomere 2: 1. Použitie dvoch vinutia s rôznym počtom dvojíc pólov umožňuje zmeniť rýchlosť otáčania v rôznych pomeroch, napríklad 1: 3; 2: 3 atď.

Obr. 1. Mechanické vlastnosti asynchrónneho motora pri rôznych prúdových frekvenciách


Motory schopné prevádzky na dvoch rôznych počtoch dvojíc pólov sa nazývajú dve rýchlosti. Sú navrhnuté tak, aby pracovali s konštantným krútiacim momentom alebo konštantným výkonom.

Okrem dvojrýchlostných motorov sa používajú troj- a štvorsetové motory. Priemysel vyrába dvojrýchlostné motory s jedným vinutím v statoru, troj- a štvorrýchlostné s dvoma vinutiami, ktoré sa môžu prepínať v pomere 2: 1. Táto metóda regulácie je ekonomická (motory majú pomerne tuhé vlastnosti), ale vyžaduje komplexné spínacie zariadenie; okrem toho pre motory s dvoma vinutiami sa používanie aktívnej medi výrazne znižuje, pretože druhá je vypnutá, keď je v činnosti jedno z vinutia. Vďaka svojim výhodám sa však v lodných elektrických pohonoch, ktoré nevyžadujú plynulú reguláciu rýchlosti otáčania (veže, vetráky atď.), Používajú motory s prepínaním počtu dvojíc pólov.

Regulácia zmenou parametrov motorických obvodov je bežná u motorov s fázovým rotorom. Keď sa aktivuje aktívny odpor v obvode rotora, otáčky motora sa znižujú pri rovnakej hodnote krútiaceho momentu (). Táto metóda je neekonomická, vyžaduje drahý a ťažkopádny reostat a zníženie rýchlosti otáčania je 10-20%, takže v lodných podmienkach sa používa relatívne zriedkavo a hlavne na krátke časové obdobie.

Spustenie synchrónnych motorov.  Priamy štart a štart s obmedzeným rozbehovým prúdom.

Priamy štart je jednoduchý, ale keď je zapnutý, dôjde k veľkým rozbehovým prúdom, dosahujúcim hodnoty I n = (4-7) I nom.

Pri napájaní elektrického motora z elektrárne s obmedzeným výkonom môžu zapínacie prúdy spôsobiť neprijateľné krátkodobé poklesy napätia, čo narušuje prácu zahrnutých prijímačov elektrickej energie. Preto sa priamy štart uplatňuje, ak je výkon elektrického motora mnohonásobne nižší ako výkon elektrárne, z ktorej je poháňaný.

Keď je výkon elektrického motora porovnateľný s výkonom elektrárne, používajú sa rôzne metódy spustenia s obmedzeným rozbehovým prúdom: prepnutím statorového vinutia motora; s pomocou; zahrnutie odporov do obvodu statora; zahrnutie reaktorov do obvodu statora; zahrnutie odporov do obvodu rotora (pre motory s fázovým rotorom).

Pri štarte spínaním vinutia statora z "hviezdy" na "trojuholník" sa najskôr prepne prepínač Q1 a vinutia statora motora zapnú "hviezdu" (obrázok 2, a). Po zrýchlení motora sa otvorí prepínač Q1 a prepínač Q2 je zatvorený a vinutia sú zapnuté "delta". Pomocou tejto metódy štartovací prúd  klesá o 3 krát.


Obr. 2. Spustite motor prepnutím z "hviezdy" na "trojuholník"


  Výhodou tejto metódy je jej jednoduchosť, nevýhodou je, že počiatočný krútiaci moment je tiež znížený o 3 krát (obrázok 2, b). Zníženie moment vzhľadom na to, že pri pripojení cievky "hviezdy" napätie na nich √3 krát menšie, než keď je zlúčenina "trojuholník", a ako je zrejmé z všeobecného vzorca (), doba závisí na napätia v druhom stupni. V niektorých prípadoch je počiatočný krútiaci moment pri pripojení vinutia "hviezda" nedostatočný, potom nie je možné použiť metódu.

Výhodou štartovania motora s autotransformátormi v porovnaní s predchádzajúcou metódou je schopnosť nastaviť ľubovoľné počiatočné napätie (obrázok 3, a) a potom ho hladko zvýšiť. Nevýhodou tejto metódy je vysoká cena, veľká hmotnosť a celkové rozmery východiskového autotransformátora. Charakteristiky sú znázornené na obr. 3, b.

Zapnutie štartovným časom v časovom statora plošných odporov (viď obr. 4a) a reaktory vedie k veľkým stratám v prípade aktívneho odporu a poklesu účinníka v prípade reaktorov, avšak vzhľadom k jednoduchosti týchto metód, ktoré sú dostatočne široko používané. Ako je zrejmé z vzorcov () a (), zahrnutie prvkov do obvodu statora zvyšuje kritickú frekvenciu otáčania M max 1 a znižuje moment M max (charakteristika 1, obrázok 4, b).

Spúšťanie motorov s fázovým rotorom sa vykonáva pomocou spúšťacích reostatov pripojených k obvodu rotora (obrázok 5, a).

Spúšťací reostat sa skladá z troch až štyroch častí rezistorov pre každú fázu. Pri zrýchľovaní motora sú reostatové sekcie striedavo skratované. Odolnosť východiskového reostatu sa vypočíta pomocou grafu-analytickej metódy s použitím štartovacieho diagramu. Na začiatku spustenia obvodu rotora sa zapne impedančný reostat, pri ktorom by mal byť počiatočný krútiaci moment Mn = (0,7 - 0,8) Mmax.

Mechanické charakteristiky asynchrónneho motora v pracovnom úseku od M = 0 do M = 0,8 M max možno približne považovať za rovno, potom na štartovacom diagrame (obrázok 5b) bude umelá charakteristika zodpovedajúca začiatku štartu vyzerať ako priamka 4 prechádzajúca cez body nx a g

Obr. 3-5. Spustite motor pomocou autotransformátora (3). Spusťte motor s odpormi v obvode statora (4). Spustenie motora s fázovo-vinutým rotorom (5)


  Pri pôsobení krútiaceho momentu sa motor začne otáčať so zvyšujúcou sa rýchlosťou a krútiaci moment, ako je zrejmé z charakteristík, sa zníži. Tento proces bude pokračovať dovtedy, kým krútiaci moment nebude rovný momentu odporu M s a rýchlosť otáčania bude menšia ako nominálna, čo zodpovedá prirodzenej charakteristike.

Na zvýšenie rýchlosti otáčania je potrebné vypnúť počiatočnú časť reostatu R3 (pozri obrázok 5) zatvorením spínača Q3. Zvyčajne sa to robí v bode g "(viď obrázok 5, b) s krútiacim momentom motora M 1 = (1,1-1,2) M. Zostávajúci odpor spúšťacieho odporu by mal byť taký, aby krútiaci moment motora na umelú charakteristiku 3 nepresiahla hodnotu začiatočného krútiaceho momentu Mp, to znamená, že charakteristika 3 musí prejsť cez bod "b" (myslí sa, že počas zatvárania spínača Q3 sa otáčky motora n3 nemenia) Podobne prepínače Q2 a Q1 sa uzatvárajú v súlade s charakteristikami 2 a 1, až kým sa rezistor úplne premoste t.

Ak pre prirodzené vlastnosti 1


To znamená, že pomer kritického sklzu pre umelú charakteristiku 2 a prirodzenú charakteristiku 1 sa rovná pomeru zníženého aktívneho odporu rotorovej fázy vrátane odporu východiskovej reostatovej časti k zníženému aktívnemu odporu rotora.

Je zrejmé, že v akomkoľvek identickom momente pre prirodzené a umelé charakteristiky platí podmienka s / s kp = const pre charakteristiky 1 a 2 v momente M = Mp, rovnosť


  V spúšťovacom diagrame (pozri obr. 5), sklznica s 1 zodpovedá segmentu "oa" a sklz preklzku s 2 zodpovedá segmentu "okolo". Označte dĺžku prvého segmentu l OA, druhý l OA + l okolo, potom:


Aktívny odpor vinutia motora je určený katalógom. Ak v katalógu nie sú žiadne údaje o odporu, dá sa vypočítať pomocou vzorca:


Elektrické brzdenie.  Elektrické brzdiace metódy pre trojfázové motory sú podobné.

Režim brzdenia s návratom energie do siete nastane, keď rýchlosť rotora prekročí rýchlosť magnetické pole, Tento režim je možný, ak je motor zrýchlený pádom alebo pri prepnutí viacstupňového elektromotora na nižšiu rýchlosť.

Keď motor zrýchľuje kvôli dopadajúcemu zaťaženiu podľa prirodzenej charakteristiky 0 (obrázok 6), otáčky sa zvyšujú a pri M = 0 dosahuje rýchlosť otáčania magnetického poľa nx. Pri ďalšom zrýchlení motora sa rýchlosť otáčania stane vyššou ako nx, napätie siete je vyššie a stroj pracuje v režime generátora a poskytuje aktívnu energiu do siete. Tento režim zodpovedá časti charakteristiky v kvadrante II.

Dynamické brzdenie asynchrónneho motora  Vykonáva sa odpojením statorového vinutia od trojfázového napájacieho zdroja a jeho zapnutím na napájanie zo zdroja jednosmerného prúdu (obrázok 7), zatiaľ čo v motore namiesto rotujúceho magnetického poľa sa stáva stacionárne (n x = 0). V dôsledku interakcie rotujúceho rotora so stacionárnym magnetickým poľom dochádza k brzdiacemu momentu (pozri obrázok 6, charakteristika 1). Brzdný moment je možné nastaviť zmenou jednosmerného napätia alebo zmenou odporu odporu R (pozri obrázok 7).


Obr. 6-7. Mechanické vlastnosti asynchrónneho stroja s rôznymi režimami prevádzky (6). Schéma dynamického brzdenia asynchrónneho elektromotora (7)


  Pre motory s fázovým rotorom je navyše regulácia brzdného momentu možná zmenou odporu odporov zahrnutých do obvodu rotora.

Brzdenie opozíciou  možno dosiahnuť obrátením motora za chodu prepnutím dvoch fáz vinutia statora, zatiaľ čo magnetické pole sa začne otáčať v opačnom smere a spomaľuje motor. Na obr. 6, tento režim zodpovedá sekcii charakteristiky 2 umiestnenej v kvadrante II. Keď sa otáčky motora znižujú na nulu, musí sa vypnúť, inak sa začne otáčať v opačnom smere (časť charakteristiky 2 v kvadrante III).

Porovnanie brzdných metód

Pri porovnaní rôznych spôsobov brzdenia AC motorov môžeme konštatovať najhospodárnejší je brzdenie s návratom energie do siete, ale s ním nemôžete brzdiť motor na rýchlosť otáčania, ktorá je menšia ako rýchlosť otáčania magnetického poľa.

Dynamické brzdenie  umožňuje zabrzdiť motor na rýchlosť otáčania blízko nuly, ale vyžaduje dodatočný zdroj jednosmerného prúdu.

Odporové brzdenie je najmenej účinné., pretože pri vysokých brzdných prúdoch je brzdný moment na hriadeli motora so skratovaným rotorom zanedbateľný.

Preto sa táto metóda brzdenia aplikuje iba na motory s fázovým rotorom, v ktorých je možné vložením rezistorov s vysokým odporom do obvodu rotora zvýšiť brzdný moment pri súčasnom znižovaní prúdu (pozri obrázok 6, charakteristika 3).

kontakty  a my okamžite vykonáme všetky kroky na odstránenie vášho materiálu.

  B ZARUČTE ČLÁNOK

V elektrických inštaláciách existujú polohy, keď nie je možné robiť bez elektrického motora bežiaceho na jednosmerný prúd. Tento elektromotor je možné nastaviť pomocou otáčok rotora, ktoré sa vyžadujú v elektrických inštaláciách. Je pravda, že má veľa nedostatkov a jedným z nich je rýchle opotrebovanie štetcov, ak ich inštalácia bola vykonaná s krivosťou a ich životnosť je dosť nízka. Pri opotrebovaní dochádza k iskreniu, takže tento motor nie je možné použiť vo výbušných a prašných miestnostiach. Plus, jednosmerný motor je drahý. Ak chcete zmeniť túto situáciu, použite asynchrónny motor a frekvenčný regulátor pre asynchrónny motor.

Takmer vo všetkých ohľadoch elektromotory pracujúce na striedavom prúde prevyšujú svoje protipólové na konštantnom prúde. Po prvé, sú bezpečnejšie. Po druhé, majú menšie rozmery a hmotnosť. Po tretie, cena je nižšia. Po štvrté, sú ľahšie ovládateľné a pripojiteľné.

Ale majú jednu nevýhodu - je to ťažké ovládanie otáčok. V tomto prípade štandardné metódy frekvenčnej kontroly indukčné motory  nebude to tu, menovite zmeny napätia, nastavenie odporu atď. Frekvenčné riadenie asynchrónneho elektromotora - bol problém číslo jedna. Hoci je teoretický základ známy už v tridsiatych rokoch minulého storočia. Celá vec sa opierala o vysoké náklady na frekvenčný menič. Všetko sa zmenilo, keď boli vynájdené čipy, s pomocou ktorých bolo možné pomocou tranzistorov zostaviť frekvenčný menič s minimálnymi nákladmi.

Princíp regulácie

Takže spôsob riadenia otáčok asynchrónneho motora je založený na jedinom vzorci. Tu je to nižšie.

ω = 2πf / p, kde

  • ω je uhlová rýchlosť otáčania statora;
  • f je frekvencia vstupného napätia;
  • p je počet párov pólov.

To znamená, že je možné zmeniť rýchlosť otáčania elektrického motora iba zmenou frekvencie napätia. Čo to robí v praxi? Prvým je plynulosť motora, hlavne pri štarte zariadenia, keď samotný motor pracuje pod najvyššou záťažou. Druhým je zvýšenie sklzu. Z tohto dôvodu sa zvyšuje účinnosť a charakteristiky straty výkonu klesajú.

Štruktúra riadenia frekvencie

Všetky moderné frekvenčné meniče sú založené na princípe tzv. Dvojitého prevodu. To znamená, striedavý prúd  konvertované na konštantu prostredníctvom nespravovaného usmerňovača a filtra. Ďalej, prostredníctvom impulzného meniča (to je trojfázový), dochádza k opačnej transformácii jednosmerného prúdu na striedavý prúd. Samotný invertor pozostáva zo šiestich spínačov napájania (tranzistor). Každé navíjanie elektrického motora je preto spojené s určitými klávesami usmerňovača (pozitívne alebo negatívne). Invertor mení frekvenciu napätia, ktoré sa používa na vinutie statora. V skutočnosti je prostredníctvom neho dochádza k frekvenčnej regulácii motora.

V tomto zariadení sú nainštalované výstupné tranzistory. Vykonávajú úlohu kľúčov. Ak ich porovnáme s tyristormi, treba poznamenať, že prvý produkuje signál vo forme sínusoidu. Práve táto forma vytvára minimálne skreslenie.

Teraz princíp fungovania frekvenčného meniča. Aby sme to pochopili, navrhujeme rozobrať obrázok nižšie.



Prejdime teda po obrázku, kde

  • "B" je nekontrolovaný typ diódového usmerňovača.
  • "AIN" - nezávislý menič.
  • "SUI PWM" je systém riadenia šírky impulzov.
  • "SAR" - automatický riadiaci systém.
  • "Sv" - kondenzátor filtra.
  • "Lv" - škrtiaca klapka.

Podľa schémy je veľmi jasné, že menič nastavuje frekvenciu napätia vďaka systému kontroly šírky impulzov (je to vysokofrekvenčný). Práve táto časť regulátora je zodpovedná za striedavé pripojenie statorových vinutí elektromotora k kladnému pólu usmerňovača a potom k zápornému. Frekvencia pripojenia k pólom sa vyskytuje v sínusovej krivke. Frekvencia impulzov je určená frekvenciou PWM. Takto dochádza k regulácii frekvencie.

Princíp DPT.Stroj by mal mať dve hlavné časti: prvá časť - vytvorí magnetický tok, druhá časť - v ktorej sa vyvolá EMF. Prvá časť stroja DC je pevná. Na rám (1), na ktorom je umiestnené vinutie poľa (3), sú pripevnené stĺpové stožiare (2). Druhou časťou je kotva. Kotva sa otáča. Jedná sa o valec vyrobený z elektrických plechov (4), vo vonkajšej časti kotvy sa nachádzajú štrbiny, v ktorých sú uložené vinutia (5). Každá sekcia je pripojená k kolektorovým doskám (6).

Elektromagnetický moment závisí od toku a prúdu kotvy. V režime generátora je brzdný elektromagnetický moment. Rovnica rovnovážneho stavu momentov je zaznamenaná, kde je mechanický moment na hriadeli generátora, moment xx, je elektromagnetický moment. Základná rovnica pohybu elektrického pohonu. Zriadený proces keď ",,, ak". Ak ".

Princíp regulácie rýchlosti.  Z hľadiska regulácie otáčok je jednosmerný motor univerzálny. Rýchlosť môžete nastaviť zmenou odporu v okruhu kotvy, prietoku a privádzaného napätia. To je zrejmé z vzorca :.

Odolnosť v reťazci kotvy.Rovnice prúdov pred a po zavedení odporu

Odtiaľ, t.j. prúdy, klesá moment (). Zároveň sa rýchlosť znižuje. S poklesom rýchlosti kotvy sa zvyšuje a dosiahne pôvodný prúd armatúry, ale pri nižšej rýchlosti. Regulácia frekvencie otáčania odporu v okruhu kotvy je v smere zníženia rýchlosti.

Flow.  Kotevný prúd pred a po prietoku mení ich postoj. rovnice 5.1. momenty. Znížte tok, zvyšuje sa prúd armatúry a potom toi (zvyšuje sa).

Napätie.Riadenie rýchlosti sa uskutočňuje nasledujúcimi spôsobmi: A) Systém generátor-motor (GD). B) Tyristorový konvertor-motor (TP-D). B) Regulácia šírky impulzu.

A) Systém GD, ris.234. , Zvýšením budiaceho prúdu generátora vg sa zvýši tok Φ g a E g a preto sa zvyšuje napätie na kotve motora a zvyšuje sa rýchlosť.

B) Prevodník-motor tyristora. Zvýšením riadiaceho uhla - polovice periódy klesá, priemerná hodnota napätia -U cf klesá, a preto sa rýchlosť otáčania znižuje.

B) Regulácia šírky impulzu.

Zmenou času impulzu t a zmeny pracovného cyklu, kde t je čas impulzu; t p - čas pauzy. Priemerná hodnota U cf = U 0. ,

6. Metódy regulácie aktívneho a jalového výkonu synchrónneho stroja.

Spôsoby riadenia aktívneho a jalového výkonu synchrónneho generátora.  Ako sme práve videli, ak zmeníme budenie generátora, tak zmeníme reakčnú silu, odovzdáme ju alebo ju spotrebujeme. Aktívny výkon je možné regulovať iba zmenou mechanickej energie zo strany parnej turbíny alebo hydroturbíny. S nárastom aktívneho výkonu je potrebné zvýšiť mechanickú energiu z turbíny.

Spustite SD.  aby sa spustil synchrónny motor, je potrebné urýchliť jeho rotor pomocou externého krútiaceho momentu na rýchlosť otáčania blízko synchrónneho motora. Z dôvodu nedostatočného štartovacieho momentu v synchrónnom motore sa na jeho spustenie používajú tieto metódy: 1 Začnite používať pomocný motor; 2Synchrónny štart motora.

1. Uvedenie synchrónneho motora do prevádzky pomocou pomocného motora sa môže vykonávať len bez mechanického zaťaženia na jeho hriadeli, t. J. takmer nečinné. V takomto prípade je motor počas obdobia uvedenia do prevádzky dočasne premenený na synchrónny generátor, ktorého rotor sa otáča malým pomocným motorom až do n = 0,95n 1. Stator tohto generátora je paralelne prepojený so sieťou v súlade s podmienkami tohto pripojenia. Po zapnutí statora do siete, pri krátkej rýchlosti uzávierky je navíjanie v poli zapnuté a motor je nasmerovaný do synchronizácie a motor pomocného pohonu je mechanicky vypnutý. Tento spôsob štartovania je komplikovaný a má aj pomocný motor.

2. Synchrónny motor v čase štartovania sa stáva asynchrónnym. Pre možnosť vytvárania asynchrónneho rozbehového momentu v drážkach pólových častí motora mimo pólu sa umiestni spúšťací skratovaný vinutie. Proces spúšťania synchrónneho motora sa uskutočňuje v dvoch etapách. Keď je statorové vinutie (1) zapnuté, v motore sa vytvorí rotačné pole, ktoré indukuje emf v skratovanom vinutí rotora. Pod akciou, ktorá prúdi v prúde prúdu. Výsledkom interakcie rotujúceho magnetického poľa s prúdom v skratovanom vinutí je generovanie krútiaceho momentu, ako u asynchrónneho motora. V dôsledku tohto momentu rotor zrýchľuje na kĺzanie blízko k nule (S = 0,05), obr. 313. Toto ukončí prvú etapu. Na to, aby sa mohol rotor motora synchronizovať, je potrebné vytvoriť magnetické pole v ňom tým, že sa do budiaceho vinutia (3) zapojením jednosmerného prúdu (prepnutím kľúča K do polohy 1) vloží. Pretože je rotor zrýchlený na rýchlosť blízko synchrónnej polohy, relatívna rýchlosť statora a rotora je malá. Póly sa hladko objavia. A po sérii sklzu sa budú priťahovať opačné póly a rotor sa nasníma do synchronizácie. Potom sa rotor otáča synchronizovanou rýchlosťou a jeho otáčky budú konštantné, obr. 313. Tým sa končí druhá etapa spustenia. Práca SD v pomerne vzrušených a nadmerne vzrušených režimoch (ib= var).    Režim prevádzky zodpovedá stálosti momentu. at. Pri podvyhnutom synchrónnom motore zodpovedá napäťová zložka -E 0 prúdu I, ktorý zaostáva za napätím Uc uhlom φ. Reaktívna zložka prúdu IL bude zaostávať o 90 ° od napäťového vektora Uc, t.j. tento prúd je čisto induktívny. To znamená, že keď nie je vzrušený, motor spotrebuje indukčný prúd zo siete a preto spotrebuje reaktívny výkon zo siete.

S rastúcim budením sa hodnota -E 0 1 zvyšuje a prúd I klesá na Ia = I 1 a bude minimálny. V tomto režime bude pamäť SD pracovať s cosφ = 1 a jalový výkon sa nebude spotrebovávať ani nepodávať sieti. Pri ďalšom zvyšovaní budiaceho prúdu bude zložka napätia -E 0 11 a prúd I11 bude pred vektorom napätia siete uhlom φ1. Tento režim zodpovedá režimu s preexponovaným režimom. Reaktívna zložka prúdu bude kapacitná (pred vektorom Uc 90 0). Tento režim bude zodpovedať návratu jalového výkonu do siete. Tento režim je podobný začleneniu statických zásobníkov do siete.

Takže vidíme, že ak sa zmení budiaci prúd iB, hodnota statorového prúdu I sa bude meniť vo veľkosti a vo fáze, t.j. Môžete upraviť cosφ. Táto hodnotná vlastnosť určuje použitie synchrónnych motorov. Závislosti statorového prúdu I na budiacom prúde ib, I = f (ib) sa nazývajú charakteristiky tvaru U, obr. 309. P 2\u003e P 1. Charakteristiky sú odstránené pri P = const. Režim činnosti zodpovedajúci budiacemu prúdu od 0 po bodkovanú čiaru nie je excitovaný a za tečkovanou čiarou sa nadmerne prerušuje uvoľňovanie reaktívnej energie do siete.

Regulácia otáčok motora sa určuje v súlade s požiadavkami technologických postupov a výrobných mechanizmov, v ktorých sa používajú. Vyznačuje sa týmito kľúčovými ukazovateľmi.
Rozsah regulácie D  (limit zmeny otáčok). Táto hodnota sa vzťahuje na pomer maximálnych otáčok motora k jeho minimálnej rýchlosti.
Hladká regulácia, ktorý sa vyznačuje minimálnym skokom pri otáčaní z jednej mechanickej charakteristiky na druhú.
Smer možnej zmeny otáčok motora (kontrolná zóna).
Pri menovitých prevádzkových podmienkach (napätie a frekvencia sieťového napájania) má motor prirodzenú mechanickú charakteristiku. Pri nastavovaní rýchlosti zodpovedajúcich charakteristík sa bude líšiť od prirodzeného. Tieto vlastnosti sa nazývajú umelé (nastavovacie) charakteristiky. Pomocou niektorých metód regulácie je možné získať umelé vlastnosti, ktoré sú umiestnené len pod prirodzenou. Iné metódy poskytujú kontrolu rýchlosti nad a pod prírodnými vlastnosťami. Účinnosť regulácie je určená dodatočnými investičnými nákladmi potrebnými na vytvorenie nastavovacích zariadení, ako aj stratu elektrickej energie počas regulácie.

Je potrebné poznamenať, že v niektorých prípadoch sú tieto mechanizmy pôsobia na relatívne krátkych syntetických charakteristík, výkonové straty aj pri spôsoboch regulácie nehospodárne by malé (práca pri nízkych rýchlostiach ladení výťahy, žeriavy a ďalšie.). Súčasne je racionálnejšie používať jednoduché a lacné spôsoby riadenia rýchlosti motora, aj keď je z hľadiska spotreby energie neekonomické.

Prípustné zaťaženie motora počas jeho činnosti na nastavovacích charakteristikách je obmedzené veľkosťou prúdov v obvode statora a rotora. Toto zaťaženie je určené prípustným ohrievaním motora a je do značnej miery určené mechanickými vlastnosťami výrobných mechanizmov, momentom odporu na hriadeli, momentom zotrvačnosti motora a mechanizmu atď.

Riadenie rýchlosti otáčania asynchrónnych motorov sa môže uskutočňovať prostredníctvom jeho vplyvu zo strany statora alebo zo strany rotora. Všetky tri metódy sa v praxi široko používajú. Zvážte tieto metódy podrobnejšie.

Riadenie rýchlosti menením frekvencie napájania   je najhospodárnejšia metóda regulácie a umožňuje získať dobré mechanické vlastnosti pohonu. Pri zmene frekvencie sieťového napájania sa mení frekvencia otáčania magnetického poľa indukčného motora. Napájací zdroj motora musí konvertovať napätie štandardnej sieťovej frekvencie 50 Hz na napätie s požadovanou frekvenciou. Súčasne so zmenou frekvencie by malo byť napätie aplikované na motor regulované podľa určitého zákona, aby sa zabezpečila vysoká tuhosť mechanickej charakteristiky a požadovaná preťažiteľnosť motora. Pri nastavovaní rýchlosti otáčania asynchrónnych motorov menením frekvencie sieťového napájania je možné zabezpečiť rôzne režimy prevádzky: s konštantným krútiacim momentom; s konštantným výkonom hriadeľa; s časom úmerným štvorcu frekvencie.

Závislosti medzi regulovaným napätím a frekvenciou s vplyvom odporu statora sa mení mechanické vlastnosti tuhosti, nasýtenia ocele a zhoršuje prenos tepla pri nízkych otáčkach rotora sú pomerne zložité. Ako zdroj energie je možné používať rotačné meniče používajúce elektrické stroje alebo statické frekvenčné meniče na polovodičových zariadeniach, ktoré sú komerčne vyrábané priemyslom. Pozitívnym znakom regulácie frekvencie je možnosť plynulej regulácie v širokom rozsahu na obidve strany prirodzených charakteristík (vrátane možného otáčania motora s frekvenciou vyššou ako je nominálna). Pri regulácii je zabezpečená tuhosť charakteristík a vysoká schopnosť prekládky. Avšak v niektorých prípadoch sú v pohonech kovoobrábacích strojov, elektrických vretien, vysokovýkonných dúchadiel a iných mechanizmov najprijateľnejšia regulácia frekvencie.

Regulácia rýchlosti zmenou počtu pólov  v statorovom vinutie je zabezpečené zmenou frekvencie otáčania magnetického poľa statora. S konštantnou frekvenciou sieťového napájania sa frekvencia otáčania magnetického poľa a frekvencia otáčania rotora, ktorú určuje, menia inverzne s počtom pólov. Vzhľadom k tomu, počtu pólov, pevné kroky, môže to byť 2, 4, 6, 8, 10 a tak ďalej. E., že sieťový kmitočet 50 Hz zodpovedá synchrónne rýchlosti otáčania 3000, 1500, 1000, 750, 600 na / min atď., potom sa dá dosiahnuť len postupná regulácia.

Okrem dvoch rýchlostí indukčné motory  našiel použitie trojrýchlostných a štvortrých motorov. V trojrýchlostných motoroch je jedno spínateľné a jedno neprepínateľné vinutie a vo štvorrých motoroch sú dve spínateľné vinutia, ktoré umožňujú získať štyri synchronné rýchlosti otáčania, napríklad 3000/1500/1000/500 ot / min. Motory s prepínacím počtom párov stĺpikov majú spravidla skratovaný rotor s vinutie typu klietky vo veveričke. Takýto rotor poskytuje schopnosť pracovať bez dodatočných znovuzískaní reťazca. V prípade fázový rotor vo viacotáčkových motoroch by bolo potrebné vykonať prepnutie súčasne na stator a rotor, čo by komplikovalo konštrukciu rotora a prevádzku takýchto strojov. Pozitívne ukazovatele viacotáčkových asynchrónnych motorov zahŕňajú účinnosť a pomerne veľký rozsah riadenia rýchlosti rotora. Nevýhodou tejto metódy regulácie je vyššie uvedená nemožnosť hladkej zmeny rýchlosti otáčania.

Ako bolo uvedené, v rámci jednej spoločnej priemyselnej série asynchrónnych motorov 4A sa vyrába modifikácia viacotáčkových motorov navrhnutých na prevádzku pri dvoch, troch alebo štyroch rýchlostiach. Riadenie frekvencie zmenou sklzu je jednou z najjednoduchších metód kontroly. Súčasne, keď sa zväčšuje (zväčšuje) sklz, straty v zmene (zväčšovaní) vinutia rotora, čo vedie k zníženiu účinnosti počas regulácie.

Ovládanie sklzu  môže byť uskutočnená tak zo strany statora, ako aj zo strany rotora. Samozrejme, v druhom prípade musí byť rotor fázový a má navíjanie priviezané na klzné krúžky. Pri nastavovaní zo strany statora sa mení napätie na jeho navíjanie. Zvýšenie napätia nad menovité napätie vedie k nasýteniu magnetického obvodu motora, a preto sa neuplatňuje.

Ak chcete regulovať otáčky, znížte napájacie napätie. V tomto prípade sa krútiaci moment vyvinutý motorom mení v pomere k štvorcu napätia a následne k mechanickým charakteristikám zmeny motora, v dôsledku čoho sa menia aj hodnoty pracovného sklzu. Pri regulácii zo strany rotora sa rheostatická regulácia rýchlosti otáčania uplatňuje hlavne zavedením dodatočných aktívnych odporov (odporov) do okruhu navíjania rotora. Je dôležité poznamenať, že zmena v širokom rozsahu otáčok motora touto metódou regulácie nebude mať za následok zmeny maximálneho (kritického) krútiaceho momentu. Preto nie je znížená preťažiteľnosť motora počas regulácie.

Náhodné články

hore