Hastighetsregulering av en induksjonsmotor

De vanligste er følgende metoder for å kontrollere hastigheten til en asynkronmotor: en endring i den ekstra motstanden til rotorkretsen, en endring i spenningen som leveres til statorviklingen, en endring i frekvensen til forsyningsspenningen, også som å bytte antall poler.

Regulering av hastigheten til en induksjonsmotor ved å innføre motstander i rotorkretsen

Introduksjon motstander i rotorkretsen fører til en økning i effekttap og en reduksjon i hastigheten til motorrotoren på grunn av en økning i slip, siden n = nО (1 — s).

Fig. 1 følger det at når motstanden i rotorkretsen øker ved samme dreiemoment, avtar motorhastigheten.

Hardhet mekaniske egenskaper reduseres betydelig med synkende rotasjonshastighet, noe som begrenser kontrollområdet til (2 — 3): 1. Ulempen med denne metoden er de betydelige energitapene, som er proporsjonale med slipp. Slik justering er kun mulig for rotormotor. 

Regulering av rotasjonshastigheten til en induksjonsmotor ved å endre statorspenningen

En endring i spenningen påført statorviklingen til en asynkronmotor lar deg justere hastigheten ved hjelp av relativt enkle tekniske midler og kontrollskjemaer. For å gjøre dette er en spenningsregulator koblet mellom et vekselstrømnettverk med en standardspenning U1nom og statoren til den elektriske motoren.

Ved justering av hastigheten asynkron motor endring i spenningen påført statorviklingen, varierer det kritiske momentet Mcr asynkronmotor proporsjonalt med kvadratet på spenningen påført motoren Uret (fig. 3) og slipingen fra Ureg er ikke avhengig.

Ris. 1. Mekaniske egenskaper til en induksjonsmotor med en viklet rotor ved forskjellige motstander av motstander inkludert i rotorkretsen

Ris. 2. Opplegg for regulering av hastigheten til en induksjonsmotor ved å endre statorspenningen

Ris. 3. Mekaniske egenskaper til en induksjonsmotor ved endring av spenningen påført statorviklingene

Hvis motstandsmomentet til den drevne maskinen er større startmomentet til den elektriske motoren (Ms> Mstart), da vil ikke motoren rotere, så det er nødvendig å starte den ved nominell spenning Unom eller på tomgang.

Det er dermed mulig å regulere rotasjonshastigheten til induksjonsmotorer med ekorn med kun en viftelignende belastning. I tillegg skal det benyttes spesielle høysklimotorer. Kontrollområdet er lite, opptil nkr.

For å endre spenningen, bruk trefase autotransformatorer og tyristor spenningsregulatorer.

Ris. 4.Skjematisk av tyristorspenningsregulator for hastighetskontrollsystem med lukket sløyfe - induksjonsmotor (TRN - IM)

Lukket sløyfekontroll av en asynkronmotor laget i henhold til tyristorspenningsregulatorskjemaet - den elektriske motoren lar deg justere hastigheten til en asynkronmotor med økt slip (slike motorer brukes i ventilasjonsenheter).

Regulering av rotasjonshastigheten til en induksjonsmotor ved å endre frekvensen til forsyningsspenningen

Siden rotasjonsfrekvensen til statormagnetfeltet no = 60e/p, kan justeringen av rotasjonshastigheten til induksjonsmotoren utføres ved å endre frekvensen til forsyningsspenningen.

Prinsippet for frekvensmetoden for å regulere hastigheten til en asynkronmotor ligger i det faktum at ved å endre frekvensen til forsyningsspenningen, i samsvar med uttrykket med et konstant antall polpar p, kan vinkelhastigheten endres med magnetfelt til statoren.

Denne metoden gir jevn hastighetskontroll over et bredt område, og de mekaniske egenskapene har høy stivhet.

For å oppnå høy energiytelse til asynkronmotorer (effektkoeffisienter, effektivitet, overbelastningskapasitet), er det nødvendig å endre forsyningsspenningen samtidig med frekvensen. Loven om spenningsendring avhenger av arten av lastemomentet Ms. Ved konstant momentbelastning må statorspenningen styres proporsjonalt med frekvensen.

Et skjematisk diagram av en elektrisk frekvensdrivenhet er vist i fig. 5, og de mekaniske egenskapene til den frekvensinnstilte IM er vist i fig. 6.

Ris. 5.Skjematisk av frekvensomformeren

Ris. 6. Mekaniske egenskaper til en asynkronmotor med frekvensregulering

Når frekvensen f avtar, avtar det kritiske momentet litt i området med lave rotasjonshastigheter. Dette skyldes en økning i påvirkningen av den aktive motstanden til statorviklingen med en samtidig reduksjon i frekvens og spenning.

Frekvensregulering asynkron motorhastighet lar deg endre hastigheten i området (20 — 30): 1. Frekvensmetoden er den mest lovende for å regulere en asynkronmotor med en rotor i et ekornbur. Krafttapene med dette arrangementet er små fordi slipstapene er minimale.

De mest moderne frekvensomformerne bygget i henhold til dobbeltkonverteringsskjemaet. De består av følgende hoveddeler: DC-link (ukontrollert likeretter), pulsstrømomformer og kontrollsystem.

DC-linket består av en ukontrollert likeretter og et filter. Vekselspenningen til forsyningsnettet omdannes til en likestrømspenning.

Den trefasede pulsomformeren inneholder seks transistorbrytere. Hver motorvikling er koblet gjennom sin tilsvarende bryter til de positive og negative terminalene på likeretteren. Omformeren konverterer den likerettede spenningen til en trefaset vekselspenning med ønsket frekvens og amplitude, som påføres statorviklingene til den elektriske motoren.

I utgangstrinnene til omformeren brukes strømbrytere som brytere. IGBT transistorer… Sammenlignet med tyristorer har de en høyere svitsjefrekvens, noe som gjør at de kan produsere et sinusformet utgangssignal med minimal forvrengning.Regulering av utgangsfrekvensen Nedstrøms- og utgangsspenningene realiseres ved høyfrekvens pulsbreddemodulasjon.

Kontrollere svitsjehastigheten til en induksjonsmotor polpar

Trinnvis hastighetskontroll kan utføres ved hjelp av spesial squirrel cage multispeed induksjonsmotorer. 

Fra uttrykket no = 60e/ p følger det at når antallet polpar p endres, oppnås mekaniske egenskaper med forskjellige rotasjonshastigheter for statorens magnetfelt. Siden verdien av p bestemmes av heltall, er overgangen fra en karakteristikk til en annen i justeringsprosessen trinnvis.

Det er to måter å endre antall polpar på. I det første tilfellet er to viklinger med forskjellig antall poler plassert i sporene til statoren. Når hastigheten endres, kobles en av viklingene til nettverket.I det andre tilfellet består viklingen av hver fase av to deler som er koblet parallelt eller i serie. I dette tilfellet endres antallet polpar med en faktor på to.

Ris. 7. Skjemaer for å bytte viklingene til en asynkronmotor: a — fra en enkeltstjerne til en dobbelstjerne; b — fra en trekant til en dobbeltstjerne

Hastighetskontroll ved å endre antall polpar er økonomisk, og de mekaniske egenskapene opprettholder stivheten. Ulempen med denne metoden er den trinnlignende karakteren av endringen i hastighet til induksjonsmotoren for ekorn-burrotor. To hastighetsmotorer er tilgjengelige med 4/2, 8/4, 12/6 poler. Den 12/8/6/4-polet fire-trinns elektriske motoren har to bytteviklinger.

Materialer brukt fra boken Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Elektrisk utstyr til landbruksbedrifter.