Регулирование частоты вращения изменением скольжения

(рис 4.33)

Изменять скольжение асинхронного двигателя можно разными способами: изменением подводимого к статору напряжения, введением сопротивления в цепь ротора или введением в цепь ротора дополнительной ЭДС.

При изменении напряжения статора ме­ханическая характеристика двигателя изме­няется, как показано на рис. 4.33. Снижение напряжения U₁ приводит к уменьшению же­сткости механической характеристики и рос­ту скольжения. При этом частота вращения ротора снижается,

n = (1-s)n₁

Регулирование частоты вращения таким способом возможно в ограниченном диапазо­не изменения скольжения

s_кр>s>0.

Основным недостатком этого способа регулирования частоты вращения является низкий КПД из-за роста потерь в обмотке ро­тора пропорционально частоте скольжения p_эл2=sP_эм

(рис 4.34)

Поэтому он применяется только для двигателей малой мощности, рабо­тающих в системах автоматического управления.

В двигателях с фазным ротором изменить частоту вращения можно пу­тем изменения сопротивления в роторе (рис. 4.34).

Преимущество данного способа ре­гулирования частоты состоит в том, что максимальный момент остается неиз­менным. Важно также отметить, что часть потерь двигателя выносится в резистор, тем самым облегчается тепловой режим двига­теля. В остальном способ аналогичен предыдущему и характеризуется низким КПД., малым диапазоном регулирования, зависящим от нагрузки, и «мягкой» механической характеристикой.

(рис 4.35)

Чтобы повысить КПД двигателя при регулиро­вании частоты вращения путем изменения скольже­ния, необходимо мощность скольжения sР_эм ис­пользовать для совершения полезной работы или возвратить обратно в сеть. Схемы, реализующие эту идею, называются каскадными. Одной из распро­страненных схем данного типа является схема асин­хронно-вентильного каскада (рис. 4.35).

Схема включает асинхронный двигатель с фазным ротором (АД), диодный выпрямитель (Д), сглаживающий дроссель (Др), тиристорный инвер­тор (И) и сетевой согласующий трансформатор (Тр). Регулирование частоты вращения осуществ­ляется посредством изменения напряжения инвертора. Это приводит к соответствующему изменению напряжения обмотки ротора, а следова­тельно, и частоты вращения ротора. Мощность частоты скольжения, извлекаемая из ротор­ной обмотки двигателя, передается в сеть через согласующий трансформатор.

Достоинством каскадных схем регулирования частоты вращения асинхронных двигате­лей по сравнению с частотными схемами управления в статорной цепи (рис. 4.28) является то, что полупроводниковый преобразователь выполняется на мощность скольжения, а не на полную мощность двигателя. Это обстоятельство особенно важно для мощных и сверхмощ­ных приводов насосов, прессов, конвейеров, подьемных механизмов и др., где требуется ограни­ченный диапазон регулирования частоты вращения (2:1 и менее).

Асинхронно-вентильный каскад с неуправляемым выпрямителем допускает регулиро­вание только вию от синхронной частоты вращения. Если использовать управляемый вы­прямитель, то можно осуществить регулирование частоты вращения вверх от синхронной. В этом случае направление передачи мощности скольжения меняется на противоположное.