Regulacija brzine asinkronog motora

Najčešći su sljedeći načini upravljanja brzinom asinkronog motora: promjena dodatnog otpora kruga rotora, promjena napona koji se dovodi do namota statora, promjena frekvencije napona napajanja, kao i kao prebacivanje broja polova.

Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora uvođenjem otpornika u krug rotora

Uvod otpornici u krugu rotora dovodi do povećanja gubitaka snage i smanjenja brzine rotora motora zbog povećanja klizanja, budući da je n = nO (1 — s).

sl. 1 slijedi da se s povećanjem otpora u krugu rotora pri istom zakretnom momentu brzina motora smanjuje.

Tvrdoća mehaničke karakteristike značajno opada smanjenjem brzine vrtnje, što ograničava područje upravljanja na (2 — 3): 1. Nedostatak ove metode su značajni gubici energije, koji su proporcionalni klizanju. Takva je prilagodba moguća samo za motor s rotorom. 

Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora promjenom napona statora

Promjena napona koji se primjenjuje na namot statora asinkronog motora omogućuje vam podešavanje brzine pomoću relativno jednostavnih tehničkih sredstava i upravljačkih shema. Da biste to učinili, regulator napona je spojen između mreže izmjenične struje sa standardnim naponom U1nom i statora elektromotora.

Prilikom podešavanja brzine asinkroni motor promjena napona primijenjenog na namot statora, kritični moment Mcr asinkroni motor varira proporcionalno kvadratu napona primijenjenog na motor Uret (slika 3) i klizanje od Ureg ne ovisi.

Riža. 1. Mehaničke karakteristike asinkronog motora s namotanim rotorom pri različitim otporima otpornika uključenih u krug rotora

Riža. 2. Shema za regulaciju brzine vrtnje asinkronog motora promjenom napona statora

Riža. 3. Mehaničke karakteristike asinkronog motora pri promjeni napona na namotima statora

Ako je moment otpora gonjenog stroja veći početni moment elektromotora (Ms> Mstart), tada se motor neće vrtjeti, pa ga je potrebno pokrenuti na nazivnom naponu Unom ili u praznom hodu.

Stoga je moguće regulirati brzinu vrtnje kaveznih indukcijskih motora samo s ventilatorskim opterećenjem. Osim toga, moraju se koristiti posebni motori s visokim proklizavanjem. Raspon upravljanja je mali, do nkr.

Za promjenu napona, primijenite trofazni autotransformatori i tiristorski regulatori napona.

Riža. 4.Shema tiristorskog regulatora napona zatvorenog sustava regulacije brzine - asinkroni motor (TRN - IM)

Upravljanje asinkronim motorom zatvorene petlje prema shemi tiristorskog regulatora napona - elektromotor vam omogućuje podešavanje brzine asinkronog motora s povećanim klizanjem (takvi se motori koriste u ventilacijskim jedinicama).

Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora promjenom frekvencije napona napajanja

Budući da je frekvencija vrtnje magnetskog polja statora no = 60e/ p, tada se podešavanje brzine vrtnje asinkronog motora može izvesti promjenom frekvencije napona napajanja.

Princip frekvencijske metode za regulaciju brzine asinkronog motora leži u činjenici da se promjenom frekvencije napona napajanja, u skladu s izrazom s konstantnim brojem pari polova p, kutna brzina može mijenjati za magnetsko polje statora.

Ova metoda omogućuje glatku kontrolu brzine u širokom rasponu, a mehaničke karakteristike imaju visoku krutost.

Kako bi se postigla visoka energetska učinkovitost asinkronih motora (koeficijenti snage, iskoristivost, sposobnost preopterećenja), potrebno je mijenjati napon napajanja istovremeno s frekvencijom. Zakon promjene napetosti ovisi o prirodi momenta opterećenja Ms. Pri konstantnom opterećenju momentom, napon statora mora se kontrolirati proporcionalno frekvenciji.

Shematski dijagram frekvencijskog električnog pogona prikazan je na sl. 5, a mehaničke karakteristike frekvencijski podešenog IM prikazane su na sl. 6.

Riža. 5.Shema frekventnog pretvarača

Riža. 6. Mehaničke karakteristike asinkronog motora s frekvencijskom regulacijom

Smanjenjem frekvencije f kritični moment lagano opada u području malih brzina vrtnje. To je zbog povećanja utjecaja aktivnog otpora namota statora uz istodobno smanjenje frekvencije i napona.

Frekvencijska regulacija brzine asinkronog motora omogućuje vam promjenu brzine u rasponu (20 — 30): 1. Metoda frekvencije najviše obećava za regulaciju asinkronog motora s rotorom u kavezu. Gubici snage s ovim rasporedom su mali jer su gubici klizanja minimalni.

Najsuvremeniji pretvarači frekvencije izgrađeni prema shemi dvostruke pretvorbe. Sastoje se od sljedećih glavnih dijelova: istosmjernog međukruga (neregulirani ispravljač), impulsnog pretvarača snage i sustava upravljanja.

Istosmjerni međukrug sastoji se od nereguliranog ispravljača i filtra. Izmjenični napon opskrbne mreže pretvara se u istosmjerni napon.

Energetski trofazni impulsni pretvarač sadrži šest tranzistorskih sklopki. Svaki namot motora spojen je preko svoje odgovarajuće sklopke na pozitivne i negativne priključke ispravljača. Inverter pretvara ispravljeni napon u trofazni izmjenični napon željene frekvencije i amplitude koji se dovodi na namote statora elektromotora.

U izlaznim stupnjevima pretvarača kao sklopke koriste se sklopke snage. IGBT tranzistori… U usporedbi s tiristorima, imaju višu frekvenciju preklapanja, što im omogućuje proizvodnju sinusoidnog izlaznog signala s minimalnim izobličenjem.Regulacija izlazne frekvencije Nizvodni i izlazni naponi realiziraju se visokofrekventnim modulacija širine impulsa.

Upravljanje brzinom prebacivanja para polova asinkronog motora

Koračna regulacija brzine može se izvesti pomoću posebnih kavezni indukcijski motori s više brzina. 

Iz izraza no = 60e/ p slijedi da se kod promjene broja pari polova p dobivaju mehaničke karakteristike s različitim brzinama vrtnje za magnetsko polje statora. Budući da je vrijednost p određena cijelim brojevima, prijelaz s jedne karakteristike na drugu u procesu prilagodbe je postupan.

Postoje dva načina za promjenu broja pari polova. U prvom slučaju dva namota s različitim brojem polova smještena su u utore statora. Kada se brzina mijenja, jedan od namota je spojen na mrežu.U drugom slučaju, namot svake faze sastoji se od dva dijela koji su povezani paralelno ili serijski. U tom se slučaju broj pari polova mijenja za faktor dva.

Riža. 7. Sheme za prebacivanje namota asinkronog motora: a — s jedne zvijezde na dvostruku zvijezdu; b — od trokuta do dvostruke zvijezde

Regulacija brzine promjenom broja pari polova je ekonomična, a mehaničke karakteristike održavaju krutost. Nedostatak ove metode je stepenasta priroda promjene brzine indukcijskog motora s kaveznim rotorom. Motori s dvije brzine dostupni su s 4/2, 8/4, 12/6 polova. 12/8/6/4 polni četverobrzinski elektromotor ima dva preklopna namota.

Korišteni materijali iz knjige Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Električna oprema poljoprivrednih poduzeća.