Регулирование скорости асинхронных электроприводов.

БИЛЕТ № 37

Реостатное регулирование скорости асинхронных двигателей

Реостатное регулирование угловой скорости асин­хронных двигателей может осуществляться различными способами» а именно: регулировочные резисторы мо­гут включаться последо­вательно с обмотками ста­тора или ротора, они могут быть симметричными, т. е. одинаковыми во всех трех фазах, либо несимметрич­ными.

Для асинхронных дви­гателей с фазным ро­тором применяется регу­лирование скорости пу­тем изменения сопротивле­ний в цепи ротора, как это показано на рис. 4-6, а, а для двигателей с короткозамкнутым ротором ис­пользуются сопротивле­ния в цепи статора.

При включении симметричных сопротивлений в цепи ротора изменяется значение критического скольжения.

Регулирование скорости изменением числа пар полюсов

Этот способ используется для регулирования скорости асинхронных двигателей с короткозамкнутым/ ротором. Его принцип следует непосредственно из выражения (2-47) для синхронной угловой скорости

Изменение числа пар полюсов р производится путем переключения обмотки статора. При этом число пар по­люсов короткозамкнутого ротора изменяется автомати­чески. Так как р может быть только целым числом, то данный способ обеспечивает ступенчатое регулирование скорости.Для изменения числа пар полюсов необходимо, чтобы в пазы статора были уложены независимые обмотки с различными значениями р либо при одной обмотке ста­тора имелась бы возможность изменения ее схемы соедине­ний. В первом случае заметно увеличиваются габариты и массы двигателей, но при этом возможно практически любое соотношение чисел пар полюсов обмоток. Как правило, такие двигатели выполняются с двумя обмотками с соотношением чисел пар полюсов от 3:1 до 12: 1.

Рассмотренная схема тиристорного ключа мо­жет использоваться для импульсного регулиро­вания сопротивления в цепях якоря и возбуждения, двигателей постоянного тока и в цепях асинхронных двигателей. В последнем случае добавочное сопротивление включается последова­тельно с обмотками статора или ротора через выпрями­тельный мост, как это показано на рис. 4-45. Для увеличе­ния индуктивности коммутируемой цепи выпрямленного тока в нее включается реактор Р.

Для импульсного регулирования индуктивного сопро­тивления добавочное сопротивление с тиристорным или транзисторным ключом включается в цепь обмотки подмагничивания.

Следует отметить, что вследствие небольшого значения мощности, необходимой для управления тиристорным или транзисторным ключом, данный способ позволяет полу­чить бесступенчатое плавное регулирование скорости. По этой же причине можно получить значительно более жесткие механические характеристики,, чем", например, при обычном реостатном регулировании, если с измене­нием нагрузки на валу двигателя изменять управляющий сигнал.

Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением напряжения

Изменение напряжения асинхронного двигателя приводит к изменению критического момента, тогда как критическое скольжение остается постоянным. В случае ненасыщенной магнитной цепи ма­шины критический момент изменяется пропорционально квадрату напряжения.

На рис. 5-46 показаны механические характеристики двигателя при различных напряжениях на зажимах статора. Со снижением напряжения уменьшается модуль жесткости механических харак­теристик. Кроме того, со снижением скорости уменьшается допус­тимый момент (пунктирные линии на рис. 5-46). В этом случае он определяется по (4-15), равно как и при параметрических способах регулирования, связанных с изменением сопротивлений в цепи статора или индуктивного сопротивления в цепи ротора. Для увеличения допустимого момента при пониженных скоростях в цепь ротора двигателя вводится нерегулируемое добавочное сопротивление. На рис.5-46, б показаны характеристики для этого случая.

Энергетические показатели при регулировании скорости асинхронного двигателя изменением напряжения приблизительно такие же, как и при изменении сопротивления в цепи статора. Со снижением скорости уменьшаются к, п. д. и коэффициент мощности установки.

Частотное регулирование скорости асинхронного двигателя

Применение частотного регулирования скорости зна­чительно расширяет возможности использования асин­хронных электроприводов в различных отраслях промыш­ленности. В первую очередь это относится к установкам, где производится одновременное изменение скорости не­скольких асинхронных двигателей, приводящих в дви­жение, например, группы текстильных машин, конвейе­ров, рольгангов и т. п. Используется частотный принцип регулирования скорости асинхронных двигателей и в ин­дивидуальных установках, особенно в тех случаях, когда необходимо получить от механизма высокие угловые скорости, например, для центрифуг, шлифовальных стан­ков и т. д. Питание асинхронных двигателей осуществ­ляется при этом не от общей сети, а от преобразователя; частоты ПЧ, показанного на рис. 6-1, энергия к которому ^подводится от сети постоянной частоты f1c и напряжения U1c На выходе преобразователя, как правило, меняется не только частота f1, но и напряжение U1. Для преобразования частоты могут быть использованы электромашинные или полупроводниковые устройства, разли­чающиеся по принципу дейcтвия и конструкции.

Законы частотного управления

1) U/f = const

2) Eвн/f = const

3)
C параметрической компенсацией падения сопротивления статора