Asinhronā motora ātruma regulēšana

Visizplatītākās ir šādas asinhronā motora ātruma regulēšanas metodes: rotora ķēdes papildu pretestības maiņa, statora tinumam pievadītā sprieguma maiņa, barošanas sprieguma frekvences maiņa, kā arī kā polu skaita pārslēgšana.

Asinhronā motora ātruma regulēšana, ieviešot rezistorus rotora ķēdē

Ievads rezistori rotora ķēdē izraisa jaudas zudumu palielināšanos un motora rotora ātruma samazināšanos slīdēšanas palielināšanās dēļ, jo n = nО (1 - s).

att. 1 izriet, ka, pieaugot pretestībai rotora ķēdē pie tāda paša griezes momenta, dzinēja apgriezieni samazinās.

Cietība mehāniskās īpašības ievērojami samazinās līdz ar griešanās ātruma samazināšanos, kas ierobežo regulēšanas diapazonu līdz (2 — 3): 1. Šīs metodes trūkums ir ievērojamie enerģijas zudumi, kas ir proporcionāli slīdēšanai. Šāda regulēšana ir iespējama tikai rotora motors. 

Asinhronā motora griešanās ātruma regulēšana, mainot statora spriegumu

Asinhronā motora statora tinuma sprieguma maiņa ļauj regulēt ātrumu, izmantojot salīdzinoši vienkāršus tehniskos līdzekļus un vadības shēmas. Lai to izdarītu, starp maiņstrāvas tīklu ar standarta spriegumu U1nom un elektromotora statoru ir pievienots sprieguma regulators.

Regulējot ātrumu asinhronais dzinējs statora tinumam pievadītā sprieguma izmaiņas, kritiskais moments Mcr asinhronais motors mainās proporcionāli motoram Uret pievadītā sprieguma kvadrātam (3. att.) un slīdēšana no Ureg nav atkarīga.

Rīsi. 1. Asinhronā motora ar uztītu rotoru mehāniskie raksturlielumi pie dažādām rotora ķēdē iekļauto rezistoru pretestībām

Rīsi. 2. Asinhronā motora ātruma regulēšanas shēma, mainot statora spriegumu

Rīsi. 3. Asinhronā motora mehāniskie raksturlielumi, mainot statora tinumiem pievadīto spriegumu

Ja vadāmās mašīnas pretestības moments ir lielāks elektromotora palaišanas griezes moments (Ms> Mstart), tad motors negriezīsies, tāpēc ir nepieciešams to iedarbināt ar nominālo spriegumu Unom vai tukšgaitā.

Tādējādi ir iespējams regulēt vāveres asinhrono motoru rotācijas ātrumu tikai ar ventilatoram līdzīgu slodzi. Turklāt ir jāizmanto īpaši augstas slīdes motori. Vadības diapazons ir mazs, līdz nkr.

Lai mainītu spriegumu, piesakieties trīsfāzu autotransformatori un tiristoru sprieguma regulatori.

Rīsi. 4.Slēgta cikla ātruma regulēšanas sistēmas tiristora sprieguma regulatora shēma - indukcijas motors (TRN - IM)

Asinhronā motora slēgtā cikla vadība, kas izgatavota pēc tiristora sprieguma regulatora shēmas — elektromotors ļauj regulēt asinhronā motora apgriezienus ar palielinātu slīdēšanu (šādus motorus izmanto ventilācijas agregātos).

Asinhronā motora griešanās ātruma regulēšana, mainot barošanas sprieguma frekvenci

Tā kā statora magnētiskā lauka griešanās frekvence nr = 60e/ p, tad asinhronā motora griešanās ātruma regulēšanu var veikt, mainot barošanas sprieguma frekvenci.

Frekvences metodes princips asinhronā motora ātruma regulēšanai ir tāds, ka, mainot barošanas sprieguma frekvenci, saskaņā ar izteiksmi ar nemainīgu polu pāru skaitu p, leņķisko ātrumu var mainīt ar statora magnētiskais lauks.

Šī metode nodrošina vienmērīgu ātruma kontroli plašā diapazonā, un mehāniskajām īpašībām ir augsta stingrība.

Lai iegūtu augstu asinhrono dzinēju energoefektivitāti (jaudas koeficienti, lietderības koeficients, pārslodzes jauda), ir nepieciešams mainīt barošanas spriegumu vienlaikus ar frekvenci. Sprieguma izmaiņu likums ir atkarīgs no slodzes momenta Ms rakstura. Pie pastāvīgas griezes momenta slodzes statora spriegums jākontrolē proporcionāli frekvencei.

Frekvences elektriskās piedziņas shematiska diagramma ir parādīta attēlā. 5, un frekvences regulētā IM mehāniskie raksturlielumi ir parādīti attēlā. 6.

Rīsi. 5.Frekvences piedziņas shēma

Rīsi. 6. Asinhronā motora ar frekvences regulēšanu mehāniskie raksturlielumi

Samazinoties frekvencei f, kritiskais moments nedaudz samazinās zemu rotācijas ātrumu reģionā. Tas ir saistīts ar statora tinuma aktīvās pretestības ietekmes palielināšanos ar vienlaicīgu frekvences un sprieguma samazināšanos.

Frekvences regulēšanas asinhronā dzinēja apgriezienu skaits ļauj mainīt ātrumu diapazonā (20 — 30): 1. Frekvences metode ir visperspektīvākā asinhronā motora ar rotoru regulēšanai vāveres būrī. Jaudas zudumi ar šo izkārtojumu ir nelieli, jo slīdēšanas zudumi ir minimāli.

Mūsdienīgākie frekvences pārveidotāji, kas izgatavoti pēc dubultās konversijas shēmas. Tie sastāv no šādām galvenajām daļām: līdzstrāvas posms (nekontrolēts taisngriezis), impulsa jaudas invertors un vadības sistēma.

Līdzstrāvas saite sastāv no nekontrolējama taisngrieža un filtra. Barošanas tīkla maiņspriegums tiek pārveidots par līdzstrāvas spriegumu.

Jaudas trīsfāzu impulsu invertors satur sešus tranzistoru slēdžus. Katrs motora tinums caur atbilstošo slēdzi ir savienots ar taisngrieža pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm. Invertors pārvērš rektificēto spriegumu vēlamās frekvences un amplitūdas trīsfāzu maiņspriegumā, kas tiek pievadīts elektromotora statora tinumiem.

Invertora izejas posmos strāvas slēdži tiek izmantoti kā slēdži. IGBT tranzistori… Salīdzinot ar tiristoriem, tiem ir augstāka pārslēgšanas frekvence, kas ļauj tiem radīt sinusoidālu izejas signālu ar minimāliem traucējumiem.Izejas frekvences regulēšana Pakārtotais un izejas spriegums tiek realizēts ar augstfrekvences palīdzību impulsa platuma modulācija.

Asinhronā motora polu pāra pārslēgšanas ātruma kontrole

Pakāpenisku ātruma kontroli var veikt, izmantojot speciālo vāveres būra daudzpakāpju indukcijas motori. 

No izteiksmes no = 60e/ p izriet, ka, mainoties polu pāru skaitam p, statora magnētiskajam laukam tiek iegūti mehāniskie raksturlielumi ar dažādiem griešanās ātrumiem. Tā kā p vērtību nosaka veseli skaitļi, korekcijas procesā pāreja no viena raksturlieluma uz otru notiek pakāpeniski.

Ir divi veidi, kā mainīt polu pāru skaitu. Pirmajā gadījumā statora spraugās ievieto divus tinumus ar dažādu polu skaitu. Mainoties ātrumam, viens no tinumiem tiek pievienots tīklam.Otrajā gadījumā katras fāzes tinums sastāv no divām daļām, kas ir savienotas paralēli vai virknē. Šajā gadījumā polu pāru skaits mainās divas reizes.

Rīsi. 7. Asinhronā motora tinumu pārslēgšanas shēmas: a — no vienzvaigznes uz dubultzvaigzni; b — no trīsstūra līdz dubultzvaigznei

Ātruma regulēšana, mainot polu pāru skaitu, ir ekonomiska, un mehāniskās īpašības saglabā stingrību. Šīs metodes trūkums ir vāveres būra rotora indukcijas motora ātruma izmaiņu pakāpeniskais raksturs. Ir pieejami divu ātrumu motori ar 4/2, 8/4, 12/6 poliem. 12/8/6/4 polu četrpakāpju elektromotoram ir divi komutācijas tinumi.

Izmantotie materiāli no grāmatas Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Lauksaimniecības uzņēmumu elektroiekārtas.