Indukcinio variklio greičio reguliavimas

Labiausiai paplitę yra šie asinchroninio variklio greičio valdymo būdai: rotoriaus grandinės papildomos varžos pokytis, statoriaus apvijos tiekiamos įtampos pokytis, maitinimo įtampos dažnio pasikeitimas, taip pat kaip polių skaičiaus perjungimas.

Asinchroninio variklio greičio reguliavimas įvedant rezistorius į rotoriaus grandinę

Įvadas rezistoriai rotoriaus grandinėje dėl padidėjusio slydimo padidėja galios nuostoliai ir sumažėja variklio rotoriaus greitis, nes n = nО (1 - s).

Fig. 1 iš to išplaukia, kad didėjant pasipriešinimui rotoriaus grandinėje esant tam pačiam sukimo momentui, variklio sūkiai mažėja.

Kietumas mechaninės charakteristikos ženkliai mažėja mažėjant sukimosi greičiui, o tai apriboja valdymo diapazoną iki (2 — 3): 1. Šio metodo trūkumas yra dideli energijos nuostoliai, kurie yra proporcingi slydimui. Toks koregavimas galimas tik rotoriaus variklis. 

Asinchroninio variklio sukimosi greičio reguliavimas keičiant statoriaus įtampą

Asinchroninio variklio statoriaus apvijai taikomos įtampos pokytis leidžia reguliuoti greitį naudojant gana paprastas technines priemones ir valdymo schemas. Norėdami tai padaryti, tarp kintamosios srovės tinklo su standartine įtampa U1nom ir elektros variklio statoriaus yra prijungtas įtampos reguliatorius.

Reguliuojant greitį asinchroninis variklis statoriaus apvijai taikomos įtampos pokytis, kritinis momentas Mcr asinchroninis variklis kinta proporcingai varikliui įjungtos įtampos kvadratui Uret (3 pav.) ir slydimas nuo Ureg nepriklauso.

Ryžiai. 1. Indukcinio variklio su apvyniotu rotoriumi mechaninės charakteristikos esant skirtingoms rezistorių varžoms, įtrauktoms į rotoriaus grandinę

Ryžiai. 2. Asinchroninio variklio greičio reguliavimo keičiant statoriaus įtampą schema

Ryžiai. 3. Asinchroninio variklio mechaninės charakteristikos, keičiant statoriaus apvijų teikiamą įtampą

Jeigu varomos mašinos pasipriešinimo momentas didesnis elektros variklio paleidimo momentas (Ms> Mstart), tada variklis nesisuks, todėl jį reikia užvesti esant vardinei įtampai Unom arba tuščiąja eiga.

Taigi galima reguliuoti voverės narvelių asinchroninių variklių sukimosi greitį tik su ventiliatoriaus apkrova. Be to, turi būti naudojami specialūs didelio slydimo varikliai. Valdymo diapazonas mažas, iki nkr.

Norėdami pakeisti įtampą, naudokite trifaziai autotransformatoriai ir tiristorių įtampos reguliatoriai.

Ryžiai. 4.Uždarojo ciklo greičio reguliavimo sistemos tiristoriaus įtampos reguliatoriaus schema - indukcinis variklis (TRN - IM)

Asinchroninio variklio uždarojo kontūro valdymas, pagamintas pagal tiristoriaus įtampos reguliatoriaus schemą — elektros variklis leidžia reguliuoti padidinto slydimo asinchroninio variklio greitį (tokie varikliai naudojami vėdinimo įrenginiuose).

Asinchroninio variklio sukimosi greičio reguliavimas keičiant maitinimo įtampos dažnį

Kadangi statoriaus magnetinio lauko sukimosi dažnis ne = 60e/p, tai asinchroninio variklio sukimosi greitį galima reguliuoti keičiant maitinimo įtampos dažnį.

Asinchroninio variklio greičio reguliavimo dažnio metodo principas slypi tame, kad keičiant maitinimo įtampos dažnį, pagal išraišką su pastoviu polių porų skaičiumi p, kampinį greitį galima keisti statoriaus magnetinis laukas.

Šis metodas užtikrina sklandų greičio valdymą plačiame diapazone, o mechaninės charakteristikos pasižymi dideliu tvirtumu.

Norint gauti aukštą asinchroninių variklių energetinį naudingumą (galios koeficientai, efektyvumas, perkrovos galia), reikia keisti maitinimo įtampą kartu su dažniu. Įtempimo kitimo dėsnis priklauso nuo apkrovos momento Ms pobūdžio. Esant pastoviai sukimo momento apkrovai, statoriaus įtampa turi būti reguliuojama proporcingai dažniui.

Dažnio elektros pavaros schema parodyta fig. 5, o dažnio derinamo IM mechaninės charakteristikos parodytos Fig. 6.

Ryžiai. 5.Dažnio pavaros schema

Ryžiai. 6. Asinchroninio variklio su dažnio reguliavimu mechaninės charakteristikos

Kai dažnis f mažėja, kritinis momentas šiek tiek sumažėja mažų sukimosi greičių srityje. Taip yra dėl padidėjusios statoriaus apvijos aktyviosios varžos įtakos, kartu sumažėjus dažniui ir įtampai.

Dažnio reguliavimo asinchroninio variklio apsukų skaičius leidžia keisti sūkių dažnį diapazone (20 — 30): 1. Dažnio metodas yra perspektyviausias reguliuojant asinchroninį variklį su rotoriumi voverės narvelyje. Galios nuostoliai naudojant šį įrenginį yra maži, nes slydimo nuostoliai yra minimalūs.

Moderniausi dažnio keitikliai, pagaminti pagal dvigubos konversijos schemą. Jie susideda iš šių pagrindinių dalių: nuolatinės srovės jungtis (nevaldomas lygintuvas), impulsinės galios keitiklio ir valdymo sistemos.

Nuolatinės srovės jungtis susideda iš nekontroliuojamo lygintuvo ir filtro. Maitinimo tinklo kintamoji įtampa paverčiama nuolatinės srovės įtampa.

Maitinimo trifaziame impulsiniame keitiklyje yra šeši tranzistorių jungikliai. Kiekviena variklio apvija per atitinkamą jungiklį yra prijungta prie teigiamų ir neigiamų lygintuvo gnybtų. Inverteris ištaisytą įtampą paverčia norimo dažnio ir amplitudės trifaze kintamąja įtampa, kuri tiekiama į elektros variklio statoriaus apvijas.

Inverterio išėjimo stadijose maitinimo jungikliai naudojami kaip jungikliai. IGBT tranzistoriai… Palyginti su tiristoriais, jie turi didesnį perjungimo dažnį, todėl jie sukuria sinusinį išėjimo signalą su minimaliais iškraipymais.Išėjimo dažnio reguliavimas Žemyn ir išėjimo įtampa realizuojama aukštu dažniu impulsų pločio moduliacija.

Asinchroninio variklio polių poros perjungimo greičio valdymas

Pakopinis greičio valdymas gali būti atliekamas naudojant specialius Voverės narvelio kelių greičių indukciniai varikliai. 

Iš išraiškos no = 60e/ p seka, kad pasikeitus polių porų skaičiui p, gaunamos statoriaus magnetinio lauko mechaninės charakteristikos su skirtingais sukimosi greičiais. Kadangi p reikšmę lemia sveikieji skaičiai, perėjimas nuo vienos charakteristikos prie kitos koregavimo procese vyksta laipsniškai.

Yra du būdai, kaip pakeisti polių porų skaičių. Pirmuoju atveju į statoriaus plyšius dedamos dvi apvijos su skirtingu polių skaičiumi. Pasikeitus greičiui, viena iš apvijų prijungiama prie tinklo Antruoju atveju kiekvienos fazės apvija susideda iš dviejų lygiagrečiai arba nuosekliai sujungtų dalių. Šiuo atveju polių porų skaičius pasikeičia du kartus.

Ryžiai. 7. Asinchroninio variklio apvijų perjungimo schemos: a — iš vienos žvaigždutės į dvižvaigždę; b — nuo trikampio iki dvigubos žvaigždės

Greičio reguliavimas keičiant polių porų skaičių yra ekonomiškas, o mechaninės charakteristikos išlaiko standumą. Šio metodo trūkumas yra tai, kad voverės narvelio rotoriaus asinchroninio variklio greičio pokytis yra laipsniškas. Galimi dviejų greičių varikliai su 4/2, 8/4, 12/6 polių. 12/8/6/4 polių keturių greičių elektros variklis turi dvi perjungimo apvijas.

Naudotos medžiagos iš knygos Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Žemės ūkio įmonių elektros įranga.