Kaskadinis elektros mašinų jungimas
Elektrinių mašinų kaskados yra sistema, skirta sklandžiai reguliuoti asinchroninio variklio sukimosi greitį, įvedant išorinį emf į jo rotoriaus grandinę, nukreiptą vienoje linijoje su rotoriaus emf arba priešais jį ir kurio dažnis yra lygus rotoriaus dažniui.
Tokia mašinų jungtis anksčiau dažnai buvo naudojama vidutinės ir didelės galios negrįžtamų elektrinių pavarų asinchroninių variklių greičiui valdyti, pavyzdžiui, negrįžtamiems ritininiams malūnams, dideliems ventiliatoriams, kasyklų ventiliatoriams, išcentriniams siurbliams ir kt.
Visas elektrinių mašinų kaskadines jungtis galima suskirstyti į 2 pagrindines kategorijas: įrenginius su pastovia galia P = const ir įrenginius su pastoviu sukimo momentu M = const.
Įrenginiams su pastovia galia būdinga tai, kad viena iš mašinų, įtrauktų į kaskadą su pagrindiniu asinchroniniu varikliu, yra mechaniškai sujungta su šio variklio velenu (1 pav., a). Stulpelių įrengimuose tokio mechaninio sujungimo nėra, o vietoj vienos papildomos mašinos turi būti naudojamos bent dvi mašinos (1 pav., b). Viena iš šių mašinų yra nuolatinės srovės arba kintamosios srovės kolektorius.
Ryžiai. 1. Kaskadinių įrenginių schemos: a — pastovi galia (P = const), b — pastovus sukimo momentas (M = const).
Norint sukurti indukcinio variklio kaskadinį įrengimą su nuolatinės srovės mašina, tarp asinchroninio variklio rotoriaus ir nuolatinės srovės mašinos armatūros būtina įtraukti slydimo į nuolatinės srovės energijos keitiklį.
Kaskada taip pat keičiasi priklausomai nuo keitiklio tipo. Iš esmės bet koks kaskados modifikavimas gali būti atliekamas tiek pagal schemą P = const, tiek pagal schemą M = const.
Vienos armatūros keitiklio kaskadoje (2 pav.) greičio reguliavimas pagal keitiklio darbo sąlygas ribojamas nuo 5 iki 45 %.
Ryžiai. 2. Asinchroninio variklio kaskados ir nuolatinės srovės mašinos su vienos armatūros keitikliu (P = const) schema.
Energijos srautų kryptis pav. 1, a ir b ir fig. 2 parodytas asinchroninio variklio greičio reguliavimo atvejis subsinchroninėje zonoje, kai pagalbinio kolektoriaus mašina veikia variklio režimu. Slydimo energija perduodama į veleną arba tinklelį.
Reguliuojamo asinchroninio variklio, kurio greitis didesnis nei sinchroninis, darbas galimas tik esant dvigubam maitinimo šaltiniui: statoriaus šone ir rotoriaus šone (1 pav., b). Tokiu atveju keitiklis veikia generatoriaus režimu.
Vėjo tunelio ventiliatoriai yra vieni iš galingiausių mechanizmų, kuriems reikalinga elektrinė pavara su plačiu greičio reguliavimo diapazonu. Kai kuriems vėjo tuneliams reikia 20 000, 40 000 kW elektrinių ventiliatorių pavarų su greičio reguliavimu nuo 1:8 iki 1:10 ir išlaikant nustatytą greitį procentų dalių tikslumu.Vienas iš šios problemos sprendimo būdų buvo elektros mašinų kaskadinis jungimas.
Didelė valdomo įrenginio galia ir platus asinchroninio variklio rotoriaus dažnio kitimo diapazonas neleido naudoti vienos armatūros keitiklio arba generatoriaus-variklio sistemos, nes nuolatinės srovės mašinos negalima užpildyti galia. vienoje armatūroje – didesnė nei 7000 kW. Tokiuose įrenginiuose kaip keitiklis naudojamas dviejų mašinų blokas, susidedantis iš sinchroninio variklio ir nuolatinės srovės generatoriaus (3 pav.).
Indukcinio variklio ir nuolatinės srovės mašinos su variklio-generatoriaus keitikliu kaskadinė schema
Kaskadą sudaro pagrindinis kintamo greičio indukcinis variklis su apvyniotu rotoriumi, kintamo greičio blokas, pastovaus greičio blokas. Greičio reguliavimas atliekamas keičiant sužadinimą.