Elektriskā piedziņa ar asinhrono vārstu kaskādi

Rūpniecībā tiek izmantota piedziņa ar seklu ātruma regulēšanas diapazonu (3:2:1), tas ir, tā sauktā vārstu kaskāde, kas veidota uz asinhronā elektromotora bāzes un pārstāv regulējamas mainīgas piedziņas sistēmu.

Atšķirībā no droseļvārsta un frekvences regulēšanas ar kaskādes savienojumu asinhronais elektromotors tiek pievienots trīsfāzu maiņstrāvas padeves tīklam. Tā ir liela šīs piedziņas sistēmas priekšrocība salīdzinājumā ar pirmajām divām. Tam ir arī augstāka efektivitāte nekā visām citām sistēmām. Šī priekšrocība ir izskaidrojama ar to, ka kaskādes sistēmās tiek pārveidota tikai slīdēšanas enerģija, savukārt līdzstrāvas piedziņās un mainīgas frekvences sistēmās tiek pārveidots viss motora patērētās enerģijas daudzums.

Salīdzinot ar droseļvārstu un reostatu izpildmehānismiem, kā arī slīdošiem sajūgiem, kur slīdēšanas enerģiju tie zaudē pretestībās, vārstu kaskādes priekšrocības enerģijas ziņā ir vēl lielākas.Šo sistēmu rotora ķēdes pārveidotāji kalpo tikai ātruma kontrolei. Piedziņa, kas veidota, izmantojot asinhrono motoru, ļauj izveidot ātrgaitas sistēmas ar mainīgu jaudu. Šādas sistēmas nodrošina vienmērīgu ātruma un griezes momenta kontroli, neprasa lielu skaitu jaudas un kontaktu aprīkojuma.

Rīsi. 1. Kaskāžu shēmas: a — vārsts, b — vārstu mašīna, c — viena korpusa vārsta iekārta

Vārstu kaskādei ir arī zema vadības jauda, ​​tā ir viegli automatizēta un tai ir labas dinamiskās īpašības.

Jāņem vērā, ka vārstu kaskādē rotora ķēdes frekvences pārveidotājs necirkulē reaktīvo jaudu, lai radītu asinhronā motora rotējošu magnētisko plūsmu, jo šo plūsmu rada reaktīvā jauda, ​​kas nonāk statora ķēdē.

Turklāt vārsta stadijā izmantotais pārveidotājs ir paredzēts tikai jaudai, kas ir proporcionāla dotajam regulēšanas diapazonam. Tajā pašā laikā sistēmās ar frekvences vadību pārveidotājs ir iesaistīts magnētiskās plūsmas izveidē, un tā projektēšanā ir jāņem vērā pilna piedziņas jauda. Vienkāršākā vārsta stadijas ķēde ir ķēde ar starpposma līdzstrāvas ķēdi un vārsta EMF pārveidotāju.

Vārstu ķēdēs (Att. A) un vārstu-mašīnas kaskādēs (B att.) rotora strāva tiek iztaisnota saskaņā ar trīsfāzu tilta ķēdi, un rektificētās strāvas ķēdē pirmajā korpusā tiek ievadīts papildu EMF ar vārstu pārveidotājs, bet otrajā - no līdzstrāvas mašīnas. attēlā parādītā ķēde. a, sastāv no asinhronā motora M ar fāzes rotoru.

Rotora ķēdē ir iekļauts vārsta pārveidotājs V1, kurā tiek iztaisnota rotora maiņstrāva.Ar vārsta pārveidotāju caur droseļvārstu L tiek ieslēgts invertors (vārsta pārveidotājs V2), kas ir papildu EML avots. Vārsta pārveidotājs V2 ir samontēts ar transformatoru T saskaņā ar trīsfāzu nulles ķēdi. Parasti izmanto mazās ierīcēs.

Šajā diagrammā ir skaidri iezīmētas divu vārstu pārveidotāju funkcijas.Šeit VI vārsti darbojas kā taisngrieži, pārvēršot slīdēšanas frekvences rotora maiņstrāvu līdzstrāvā. Vārsti V2 pārveido stāvošā rotora strāvu maiņstrāvā ar tīkla frekvenci, tas ir, tie darbojas atkarīgā invertora režīmā.

Vārstu-mašīnu kaskādē (C att.) ar līdzstrāvas mašīnas G un sinhronā ģeneratora G1 palīdzību notiek vārsta pārveidotāja V1 iztaisnotās rotora strāvas pārvēršana maiņstrāvā ar tīkla frekvenci. . Šajā shēmā mašīnas G un G1 spēlē invertora lomu.

Ir izstrādātas dažādas asinhrono vārstu kaskāžu shēmas, bet pamata un visizplatītākā shēma ir parādīta att. Interesanti ir AMVK-13-4 atsevišķi korpusi ar jaudu 13 kW. Vienā gadījumā uz šādas kaskādes tiek novietots asinhronais motors ar fāzes rotoru, līdzstrāvas mašīna un nekontrolētu vārstu rotoru grupa.

Ierīce ir maiņstrāvas motors ar bezpakāpju ātruma regulēšanu. Šīs ierīces var pārvarēt ievērojamas pārslodzes. Kaskādes nominālais ātrums ir 1400 min-1, barošanas spriegums 380 V un regulēšanas diapazons 1400-650 min-1 bez statora ķēdes pārslēgšanas.

Pārslēdzot statora tinumu no zvaigznes uz trīsstūri, vadības diapazons būs 1400-400 min-1, griezes moments ir nemainīgs, vienības svars ir 360 kg, ierosmes spriegums ir 220 V.Ierīcei ir aizsargāta izpūstas konstrukcija. Šīs vienības ir izmantojamas piedziņas blokos.

Vārstu-mašīnas kaskādes ar vienu korpusu shematisks izvietojums ir parādīts attēlā. v. Uz vienas vārpstas ir uzstādīts asinhronā elektromotora rotors 5 un līdzstrāvas mašīnas armatūra 4. Kopējā tērauda cilindriskā gultnē 6 ir uzstādīts asinhronā elektromotora stators 7 un līdzstrāvas iekārtas stabi 8. Asinhronā motora kolektors 9 un bīdāmie gredzeni 10, kolektora birstes 3 un birstes 1 ir savienotas caur silīcija taisngriežiem 2. Lai noņemtu siltumu no iekārtas, īpaši ar samazinātu ātrumu, rotorā un rāmī ir speciāli ventilācijas kanāli.

Tilta taisngriezis, kas piegādā rektificēto rotora spriegumu līdzstrāvas mašīnas armatūrai, ir samontēts no sešiem VK-50-1.5 vārstiem ar 150 V reverso spriegumu. kur enerģijas taupīšana ir būtiska.

Papildus aprakstītajām aplūkoto sistēmu priekšrocībām ir jāatzīmē to trūkumi: vārstu pārveidotāju un vārstu-mašīnas piedziņas augstās izmaksas, zems jaudas koeficients, zema efektivitāte salīdzinājumā ar asinhrono motoru, jo piedziņa darbojas ar maksimālo ātrumu bez rotora tinuma motora īssavienojuma, zema asinhronā motora pārslodzes jauda, ​​zema piedziņas motora izmantošana (apmēram 5-7%), nepieciešamība pēc īpašiem palaišanas līdzekļiem, kas nodrošina palaišanas raksturlielumus ar seklu ātruma regulēšanu .