Регулювання швидкості обертання асинхронних електродвигунів

24.07.2015

Реєстрація

З рівняння механічної характеристики (97) випливає, що регулювання швидкості обертання асинхронних електродвигунів можна здійснити:

зміною частоти напруги струму;

зміною числа «ар полюсів обмотки статора;

введенням додаткових опорів у ланцюг обмотки ротора.

Перші два способи використовуються для регулювання швидкості обертання електродвигунів з короткозамкненим ротором, а останній — електродвигунів з фазним ротором (з контактними кільцями).

Регулювання швидкості обертання зміною частоти напруги струму використовується дуже рідко, так як цей спосіб застосуємо лише у разі, коли електродвигун живиться від окремого генератора. В цьому випадку для регулювання швидкості необхідно змінювати швидкість обертання напруги генератора в такій же пропорції, е якою повинна змінюватися швидкість регульованого електродвигуна. Біли ж електродвигун живиться від мережі трифазного струму, то здійснити регулювання його швидкості зміною частоти неможливо. На практиці регулювання швидкості зміною частоти застосовується лише ст. гребних електричних установках змінного струму, у яких потужні гребні електродвигуни отримують живлення від окремих генераторів і тому частоту напруги струму можна довільно регулювати.

Найбільш часто на практиці застосовується другий спосіб, що дозволяє досить просто здійснювати ступінчасте регулювання швидкості обертання асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором. Якщо є можливість змінювати число пар полюсів обмотки статора [див. формулу (80) ] то, отже, є можливість ступінчастого регулювання швидкості обертання електродвигуна, так як число пар полюсів може бути одно 1, 2, 3 і т. д. Електродвигуни, що допускають перемикання числа пар полюсів, повинні мати у пазах статора або кілька незалежних обмоток, або одну обмотку зі спеціальним перемикаючим пристроєм. Вітчизняна промисловість випускає двох-, трьох — і чотирьох — скороетные електродвигуни, що використовуються :в основному на морському транспорті і на деяких кранах. Коли числа полюсів значно відрізняються один від одного, двох скор осині електродвигуни виготовляються з двома незалежними обмотками. Одна, наприклад, може бути виконана на 2р = 2, а друга на 2р = 8 полюсів. Тоді при підключенні до мережі першої обмотки магнітне поле статора буде обертатися зі швидкістю n 1 = 60·50 / 1 = 3000 про /хв. а при підключенні до мережі другої обмотки — зі швидкістю n 1 = 60·50 / 4 = 750 про /хв. Відповідним чином буде змінюватися при цьому і швидкість обертання ротора n 2 = n 1 (1—s ).

Часто в пази статора двошвидкісного електродвигуна закладають одну обмотку, але виконують її так, щоб можна було включати її при необхідності трикутником (рис. 49, ) та подвійною зіркою (рис. 49, б ). При включенні такої обмотки трикутником число полюсів дорівнює 2р = 2. а при включенні подвійною зіркою 2р = (де — будь-яке ціле число), тобто при переході від трикутника до подвійної зірки число пар полюсів обмотки статора зменшується удвічі, а швидкість електродвигуна зростає вдвічі.

Регулювання перемиканням кількості пар полюсів застосовується тільки для електродвигуна з короткозамкненим ротором, бо в електродвигунів з фазним ротором одне

тимчасово з перемиканням обмотки статора потрібно перемикати і обмотку ротора, що ускладнює конструкцію електродвигуна і перемикаючого пристрою. Даний спосіб регулювання швидкості відрізняється високою економічністю, але він не позбавлений і недоліків. Зокрема, регулювання швидкості відбувається не плавно, а стрибками, потрібно досить складне перемикаючий пристрій, в особливості при числі швидкостей більше двох; при переході з однієї швидкості на іншу розривається ланцюг статора, при цьому неминучі поштовхи струму і моменту, коефіцієнт потужності при нижчих швидкостях нижче, ніж при вищих через збільшення розсіювання магнітного потоку.

Регулювання швидкості введенням додаткових опорів в ланцюг ротора можливо тільки у електродвигунів з фазним ротором. Згідно рівнянню (97). при введенні різних активних опорів в ланцюг ротора жорсткість характеристик змінюється (рис. 50), тобто при одному і тому ж навантаженні швидкість електродвигуна буде різною. Очевидно, чим вище величина додаткового опору, тим м’якше штучна характеристика і тим нижче швидкість електродвигуна.

Припустимо електродвигун працює з усталеною швидкістюn 1 на природній характеристиці в точці 1. розвитку деякий обертаючий момент М 1 = М c. При введенні в ланцюг ротора деякого опору R 1 електродвигун перейде на роботу по характеристиці b. рівняння якої

Так як в момент включення опору швидкість електродвигуна практично не зміниться, перехід з характеристики на характеристику b станеться по горизонталі 1 —2. причому обертаючий момент електродвигуна знизиться до М 2. який менше моменту опору механізму М. тому швидкість електродвигуна буде падати, а ковзання зростати. При зростанні ковзання момент, згідно з виразом (92). збільшується до тих пір, поки момент електродвигуна знову не стане рівним моменту опору механізму, після чого настане рівновага моментів і двигун буде обертатися з новою сталою швидкістю n 3 (точка 3 ).

При необхідності додатково може бути включено опір R 2. Тоді швидкість електродвигуна знизиться до величини n 5. При відключенні опорів швидкість електродвигуна буде зростати, при цьому перехід з однієї характеристики на іншу відбувається в зворотному порядку, як показано на рис. 50.

Останній спосіб дозволяє отримати широкий діапазон швидкостей, але є вкрай неекономічним, оскільки при збільшенні активного опору кола ротора зростають втрати енергії в електродвигуні, а значить зменшується його к. п. д. Самі регулювальні реостати, особливо для потужних електродвигунів, виходять громіздкими і виділяють багато тепла.

Необхідно також мати на увазі, що більшість електродвигунів в даний час виконується з самовентиляцією.

Внаслідок цього при зниженні швидкості обертання охолодження погіршується і електродвигун не може розвивати номінальний обертаючий момент.

Короткий опис статті: регулятор частоти обертання асинхронного двигуна асинхронний, швидкість обертання

Джерело: Регулювання швидкості обертання асинхронних електродвигунів

Також ви можете прочитати