Регулювання швидкості асинхронного двигуна . Школа для електрика

31.08.2015

Регулювання швидкості асинхронного двигуна


Найбільш поширені такі способи регулювання швидкості асинхронного двигуна. зміна додаткового опору кола ротора, зміна напруги, що підводиться до обмотки статора, двигуна зміна частоти живлячої напруги, а також перемикання числа пар полюсів.

Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна шляхом введення резисторів в ланцюг ротора

Вступ резисторів в ланцюг ротора призводить до збільшення втрат потужності та зниження частоти обертання ротора двигуна за рахунок збільшення ковзання, оскільки n = n (1 — s).

З рис. 1 випливає, що при збільшенні опору в ланцюзі ротора при тому ж моменті частота обертання вала двигуна зменшується.

Жорсткість механічних характеристик значно знижується із зменшенням частоти обертання, що обмежує діапазон регулювання до(2 — 3). 1. Недоліком цього способу є значні втрати енергії, які пропорційні ковзанню. Таке регулювання можливе тільки для двигуна з фазним ротором .

Зміна напруги, що підводиться до обмотки статора асинхронного двигуна. дозволяє регулювати швидкість за допомогою відносно простих технічних засобів і схем управління. Для цього між мережею змінного струму зі стандартним напругою U 1ном і статором електродвигуна включається регулятор напруги .

При регулюванні частоти обертання асинхронного двигуна зміною напруги, що підводиться до обмотки статора, критичний момент М кр асинхронного двигуна змінюється пропорційно квадрату підводиться до двигуна напруги U рет (рис. 3 ), а ковзання від U реєстр не залежить.

Рис. 1. Механічні характеристики асинхронного двигуна з фазним ротором при різних опорах резисторів, включених в ланцюг ротора

Рис. 2. Схема регулювання швидкості асинхронного двигуна шляхом зміни напруги на статорі

Рис. 3. Механічні характеристики асинхронного двигуна при зміні напруги, подводимого до обмоток статора

Якщо момент опору робочої машини більше пускового моменту електродвигуна (Мс > Мпуск), то двигун не буде обертатися, тому необхідно запустити його при номінальній напрузі Uном або на холостому ходу.

Регулювати частоту обертання короткозамкнених асинхронних двигунів таким способом можна тільки при вентиляторном характері навантаження. Крім того, повинні використовуватися спеціальні електродвигуни з підвищеним ковзанням. Діапазон регулювання невеликий, до n кр.

Для зміни напруги застосовують трифазні автотрансформатори та тиристорні регулятори напруги.

Рис. 4. Схема замкнутої системи регулювання швидкості тиристорний регулятор напруги — асинхронний двигун (ТРН — АТ)

Замкнута схема керування асинхронним двигуном. виконаним за схемою тиристорний регулятор напруги — електродвигун дозволяє регулювати швидкість асинхронного двигуна з підвищеним ковзанням (такі двигуни застосовуються в вентиляційних установках).

Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна зміною частоти живлячої напруги

Так як частота обертання магнітного поля статора n про = 60 f /р, то регулювання частоти обертання асинхронного двигуна можна проводити зміною частоти живлячої напруги.


Принцип частотного методу регулювання швидкості асинхронного двигуна полягає в тому, що, змінюючи частоту живлячої напруги, можна у відповідності з виразом при незмінному числі пар полюсів р змінювати кутову швидкість n про магнітного поля статора.

Цей спосіб забезпечує плавне регулювання швидкості в широкому діапазоні, а механічні характеристики володіють високою жорсткістю.

Для отримання високих енергетичних показників асинхронних двигунів (коефіцієнтів потужності і корисної дії, перевантажувальної здатності) необхідно одночасно з частотою змінювати і підводиться напруга. Закон зміни напруги залежить від характеру моменту навантаження Мс. При постійному моменті навантаження напруга на статорі повинно регулюватися пропорційно частоті.

Схема частотного електроприводу наведена на рис. 5, а механічні характеристики АД при частотному регулюванні — на рис. 6.

Рис. 5. Схема частотного електроприводу

Рис. 6. Механічні характеристики асинхронного двигуна при частотному регулюванні

З зменшенням частоти f критичний момент дещо зменшується в області малих частот обертання. Це пояснюється зростанням впливу активного опору обмотки статора при одночасному зниженні частоти і напруги.

Частотне регулювання швидкості асинхронного двигуна дозволяє змінювати частоту обертання в діапазоні(20 — 30). 1. Частотний спосіб є найбільш перспективним для регулювання асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором. Втрати потужності при такому регулюванні невеликі, оскільки мінімальні втрати ковзання.


Більшість сучасних перетворювачів частоти побудовано за схемою подвійного перетворення. Вони складаються з наступних основних частин: ланки постійного струму (некерованого випрямляча), силового імпульсного інвертора і системи управління.

Ланка постійного струму складається з некерованого випрямляча і фільтра. Перемінна напруга живильної мережі перетворюється в ньому в напругу постійного струму.

імпульсний Силовий трифазний інвертор містить шість транзисторних ключів. Кожна обмотка електродвигуна підключається через відповідний ключ до позитивного і негативного висновків випрямляча. Інвертор здійснює перетворення випрямленої напруги в трифазну змінну напругу потрібної частоти і амплітуди, яке прикладається до обмоток статора електродвигуна.

У вихідних каскадах інвертора в якості ключів використовуються силові IGBT-транзистори. Порівняно з тиристорами вони мають більш високу частоту перемикання, що дозволяє виробляти вихідний сигнал синусоїдальної форми з мінімальними спотвореннями. Регулювання вихідної частоти I вих і вихідної напруги здійснюється за рахунок високочастотної широтно-імпульсної модуляції.

Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна перемикання числа пар полюсів

Ступеневе регулювання швидкості можна здійснити, використовуючи спеціальні багатошвидкісні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором .

З виразу n про = 60 f /р випливає, що при зміні числа пар полюсів р виходять механічні характеристики з різною частотою обертання n про магнітного поля статора. Так як значення р визначається цілими числами, то перехід від однієї характеристики до іншої в процесі регулювання носить ступінчастий характер.

Існує два способи зміни числа пар полюсів. У першому випадку в пази статора укладають дві обмотки з різним числом полюсів. При зміні швидкості до мережі підключається одна з обмоток. У другому випадку обмотку кожної фази складають з двох частин, які з’єднують паралельно або послідовно. При цьому число пар полюсів змінюється в два рази.

Рис. 7. Схеми перемикання обмоток асинхронного двигуна: а — з одинарною зірки на подвійну; б — з трикутника на подвійну зірку

Регулювання швидкості шляхом зміни числа пар полюсів економічно, а механічні характеристики зберігають твердість. Недоліком цього способу є ступінчатий характер зміни частоти обертання асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором. Випускаються двошвидкісні двигуни з числом полюсів 4/2, 8/4, 12/6. Чотиришвидкісною електродвигун з полюсами 12/8/6/4 має дві перемикання обмотки.

Використані матеріали книги Дайнеко Ст. А. Ковалинський А. В. Електрообладнання сільськогосподарських підприємств.

Короткий опис статті: регулятор частоти обертання асинхронного двигуна Найбільш поширені такі способи регулювання швидкості асинхронного двигуна: зміна додаткового опору кола ротора, зміна напруги, що Підводиться до обмотки стат двигуна, напруги, асинхронного, частоти обертання, полюсів, швидкості, статора, регулювання, ротора, характеристики, числа, зміни, зміни, що підводиться, напруги, ротором, напруга, регулювання, опору

Джерело: Регулювання швидкості асинхронного двигуна » Школа для електрика: пристрій, проектування, монтаж, наладка, експлуатація і ремонт електрообладнання

Також ви можете прочитати