Elektromos hajtás aszinkron szelepes kaszkáddal

Az iparban egy sekély fordulatszám-beállítási tartományú (3:2:1) hajtást alkalmaznak, vagyis az úgynevezett szelepkaszkádot, amely egy aszinkron villanymotorra épül, és egy állítható, változtatható hajtásrendszert képvisel.

A fojtószelep- és frekvenciaszabályozástól eltérően, kaszkádcsatlakozással az aszinkron villanymotor háromfázisú váltóáramú táphálózatra csatlakozik. Ez nagy előnye ennek a hajtásrendszernek az első kettőhöz képest. Ezenkívül nagyobb hatásfokkal rendelkezik, mint az összes többi rendszer. Ez az előny azzal magyarázható, hogy a kaszkádrendszerekben csak a csúszási energiát alakítják át, míg az egyenáramú hajtásokban és a változtatható frekvenciájú rendszerekben a motor által fogyasztott teljes energiamennyiség átalakítás alatt áll.

A fojtószelep- és reosztát-aktorokhoz, valamint a csúszókuplungokhoz képest, ahol a csúszási energiát az ellenállásokban veszítik el, a szelepkaszkád energiabeli előnyei még nagyobbak.Ezeknek a rendszereknek a forgórész áramkörében lévő konverterek csak a fordulatszám szabályozására szolgálnak. Az aszinkron motorral épített meghajtó lehetővé teszi nagy sebességű, változó teljesítményű rendszerek létrehozását. Az ilyen rendszerek egyenletes fordulatszám- és nyomatékszabályozást biztosítanak, nem igényelnek nagyszámú teljesítmény- és érintkezőberendezést.

Rizs. 1. A kaszkádok sémái: a – szelep, b – szelepes gép, c – egytestű szelepes gép

A szelepkaszkád alacsony vezérlési teljesítménnyel is rendelkezik, könnyen automatizálható és jó dinamikai tulajdonságokkal rendelkezik.

Meg kell jegyezni, hogy a szelepkaszkádban a forgórész áramkörének frekvenciaváltója nem keringet meddő teljesítményt az indukciós motor forgó mágneses fluxusának létrehozásához, mivel ezt a fluxust az állórész áramkörébe belépő meddő teljesítmény hozza létre.

Ezenkívül a szelepfokozatban használt átalakító csak az adott szabályozási tartományban arányos teljesítményre van tervezve. Ugyanakkor a frekvenciaszabályozással rendelkező rendszerekben az átalakító részt vesz a mágneses fluxus létrehozásában, és tervezésénél figyelembe kell venni a hajtás teljes teljesítményét. A legegyszerűbb szelepfokozatú áramkör egy közbenső egyenáramkörrel és egy szelep EMF-átalakítóval rendelkező áramkör.

A szelepkörökben (A ábra) és a szelep-gép kaszkádokban (B ábra) a forgórész áramát egy háromfázisú hídáramkör szerint egyenirányítják, és az első házban lévő egyenirányított áramkörbe további EMF-et vezetnek be a szelep átalakító, a másodikban pedig az egyenáramú gépből. ábrán látható áramkör. a, fázisrotoros M indukciós motorból áll.

A forgórész áramkörében egy V1 szelepátalakító található, amelyben a rotor váltóáramát egyenirányítják.Szelepátalakítóval az L fojtószelepen keresztül egy invertert (V2 szelepátalakítót) kapcsolunk be, amely további EMF forrása. A V2 szelepátalakító egy T transzformátorral van összeszerelve egy háromfázisú nullakör szerint. Általában kis eszközökben használják.

Ezen a diagramon jól körvonalazódik a két szelepátalakító funkciója, itt a VI szelepek egyenirányítóként működnek, a szlipfrekvenciás forgórész váltóáramát egyenárammá alakítva. A V2 szelepek az álló rotor áramát a hálózat frekvenciáján váltakozó árammá alakítják, azaz függő inverter üzemmódban működnek.

A szelep-gép kaszkádban (C. ábra) a V1 szelepátalakító által egyenirányított forgórészáram váltóárammá alakítása a hálózat frekvenciájával egy G egyenáramú gép és egy G1 szinkrongenerátor segítségével történik. . Ebben az áramkörben a G és G1 gépek töltik be az inverter szerepét.

Az aszinkron szelepkaszkádok különféle sémáit fejlesztették ki, de az alapvető és leggyakoribb sémát az 1. ábra mutatja. Érdekesek a 13 kW teljesítményű AMVK-13-4 szimpla házak. Az egyik esetben egy ilyen kaszkádra egy fázisrotoros indukciós motort, egy egyenáramú gépet és egy szabályozatlan szelepek rotorcsoportját helyezik el.

A készülék egy váltakozó áramú motor, fokozatmentes fordulatszám szabályozással. Ezek az eszközök jelentős túlterhelést tudnak legyőzni. A kaszkád névleges fordulatszáma 1400 min-1, tápfeszültsége 380 V és beállítási tartománya 1400-650 min-1 az állórész áramkörének kapcsolása nélkül.

Az állórész tekercsének csillagról deltára kapcsolásakor a szabályozási tartomány 1400-400 min-1, a nyomaték állandó, az egység tömege 360 ​​kg, a gerjesztő feszültség 220 V.A készülék védett fúvott szerkezettel rendelkezik. Ezek az egységek hajtóegységekben alkalmazhatók.

Az egy testű szelep-gép kaszkád vázlatos elrendezése látható az ábrán. v. Egy aszinkron villanymotor 5. forgórésze és egy egyenáramú gép 4. armatúrája egy tengelyre van felszerelve. Egy közös acélhengeres 6 ágyban az aszinkron villanymotor 7 állórésze és az egyenáramú gép 8 pólusai vannak felszerelve. A 9. kollektor és a 10 csúszógyűrűk, az aszinkron motor 3. kollektorkeféi és 1. keféi szilícium egyenirányítókon keresztül vannak összekötve 2. A gép hőelvezetése érdekében, különösen csökkentett fordulatszámon, speciális szellőzőcsatornák vannak a forgórészben és a keretben.

Az egyenirányított forgórész feszültségét az egyenáramú gép armatúrájára tápláló híd egyenirányító hat VK-50-1.5 szelepből van összeállítva 150 V-os fordított feszültséggel. ahol az energiatakarékosság elengedhetetlen.

A vizsgált rendszerek ismertetett előnyei mellett meg kell jegyezni azok hátrányait is: a szelepátalakítók és a szelep-gép hajtás magas költsége, alacsony teljesítménytényező, alacsony hatásfok az aszinkron motorhoz képest annak a ténynek köszönhetően, hogy a hajtás maximális fordulatszámmal működik a forgórész tekercsmotorjának rövidzárlata nélkül, az aszinkronmotor alacsony túlterhelési kapacitása, a hajtómotor alacsony kihasználtsága (kb. 5-7%-kal), speciális indítóeszközök szükségessége, amelyek alacsony fordulatszám-szabályozással biztosítják az indítási karakterisztikát .