Regulacija frekvencije asinkronog motora

Trenutno se naširoko koristi frekvencijska kontrola kutne brzine vrtnje električnog pogona s asinkronim motorom, jer omogućuje u širokom rasponu glatku promjenu brzine vrtnje rotora i iznad i ispod nazivne vrijednosti.

Frekvencijski pretvarači su moderni uređaji visoke tehnologije sa širokim rasponom podešavanja koji imaju opsežan skup funkcija za upravljanje asinkronim motorima. Najviša kvaliteta i pouzdanost omogućuju njihovu primjenu u raznim industrijama za upravljanje pogonima pumpi, ventilatora, transportera itd.

Frekvencijski pretvarači za opskrbni napon dijele se na jednofazne i trofazne, a po izvedbi na rotacijske i statičke električne strojeve. U pretvaračima električnih strojeva promjenjiva frekvencija dobiva se korištenjem konvencionalnih ili posebnih električnih strojeva. V statički pretvarači frekvencije promjena frekvencije struje napajanja postiže se uporabom električnih elemenata koji nemaju gibanja.

Krug pretvarača frekvencije asinkronog motora

Izlazni signal frekvencijskog pretvarača

Frekvencijski pretvarači za jednofaznu mrežu mogu osigurati električni pogon proizvodne opreme snage do 7,5 kW. Značajka dizajna modernih jednofaznih pretvarača je da na ulazu postoji jedna faza s naponom od 220 V, a na izlazu postoje tri faze s istom vrijednošću napona, što omogućuje spajanje trofaznih elektromotora na uređaj bez upotrebe kondenzatora.

Frekvencijski pretvarači napajani iz trofazne mreže 380V dostupni su u rasponu snaga od 0,75 do 630 kW. Ovisno o snazi, uređaji se proizvode u polimernim kombiniranim i metalnim kućištima.

Najpopularnija strategija upravljanja za asinkrone motore je vektorska kontrola. Trenutačno većina frekvencijskih pretvarača implementira vektorsko upravljanje ili čak vektorsko upravljanje bez senzora (ovaj trend nalazimo u frekvencijskim pretvaračima koji izvorno implementiraju skalarno upravljanje i nemaju priključke za spajanje senzora brzine).

Ovisno o vrsti izlaznog opterećenja, frekvencijski pretvarači se dijele prema vrsti izvedbe:

• za pogon pumpi i ventilatora;

• za opće industrijske električne pogone;

• radi kao dio elektromotora koji rade s preopterećenjem.

Mehaničke karakteristike tipičnih opterećenja

Moderni frekvencijski pretvarači imaju raznolik skup funkcionalnih karakteristika, na primjer, imaju ručnu i automatsku kontrolu brzine i smjera vrtnje motora, kao i ugrađeni potenciometar na upravljačkoj ploči.Obdaren sposobnošću podešavanja izlazne frekvencije u rasponu od 0 do 800 Hz.

Pretvarači mogu automatski upravljati asinkronim motorom prema signalima s perifernih senzora i pokretati električni pogon prema zadanom vremenskom algoritmu. Podržava funkcije automatskog oporavka u slučaju kratkotrajnog nestanka struje. Izvršite prijelaznu kontrolu s daljinske konzole i zaštitite elektromotore od preopterećenja.

Odnos između kutne brzine rotacije i frekvencije struje napajanja slijedi iz jednadžbe

ωo = 2πe1/ str

Uz konstantan napon napajanja U1 i promjenu frekvencije mijenja se magnetski tok asinkronog motora. Istodobno, za bolje korištenje magnetskog sustava, s smanjenjem frekvencije napajanja, potrebno je proporcionalno smanjiti napon, inače će se struja magnetiziranja i gubici u čeliku značajno povećati.

Slično, s povećanjem frekvencije napajanja, napon se mora proporcionalno povećavati kako bi magnetski tok ostao konstantan, jer će u protivnom (s konstantnim momentom osovine) to uzrokovati povećanje struje rotora, preopterećenje njegovih namota strujom i smanjenje maksimalnog momenta.

Zakon racionalne regulacije napona ovisi o prirodi momenta otpora.

Pri konstantnom trenutku statičkog opterećenja (Ms = const) napon se mora regulirati proporcionalno njegovoj frekvenciji U1 / f1 = const. Za prirodu opterećenja ventilatora, omjer ima oblik U1 / f21 = const.

S momentom opterećenja obrnuto proporcionalnim brzini U1 /√f1 = const.

Donje slike prikazuju pojednostavljenu shemu spajanja i mehaničke karakteristike asinkronog motora s frekvencijskom regulacijom kutne brzine.

Dijagram spajanja pretvarača frekvencije na asinkroni motor

Karakteristike za teret s konstantnim statičkim momentom otpora

NSFakcije za punjenje ventilatora

Karakteristike pod statičkim opterećenjem okretnog momenta obrnuto proporcionalne kutnoj brzini vrtnje

Frekvencijska regulacija brzine asinkronog motora omogućuje vam promjenu kutne brzine vrtnje u rasponu od — 20 ... 30 do 1. Regulacija brzine asinkronog motora od glavne se izvodi praktički na nulu.

Pri promjeni frekvencije opskrbne mreže gornja granica brzine vrtnje asinkronog motora ovisi o njegovim mehaničkim svojstvima, tim više što na frekvencijama iznad nazivne asinkroni motor radi s boljim energetskim karakteristikama nego na nižim frekvencijama. Stoga, ako se u pogonskom sustavu koristi mjenjač, ​​ova frekvencijska regulacija motora mora se provoditi ne samo prema dolje, već i prema gore od nominalne točke, do najveće dopuštene brzine vrtnje u uvjetima mehaničke čvrstoće rotor.

Kada se brzina motora poveća iznad vrijednosti navedene u njegovoj putovnici, frekvencija izvora napajanja ne smije premašiti nominalnu za najviše 1,5 - 2 puta.

Frekvencijska metoda najviše obećava za regulaciju asinkronog motora s kaveznim rotorom. Gubici snage s takvom regulacijom su mali, jer nisu popraćeni povećanjem klizanje… Dobivene mehaničke karakteristike su vrlo krute.