Indukciós motor fordulatszám szabályozása

A legelterjedtebbek az aszinkron motor fordulatszámának szabályozására szolgáló módszerek: a forgórész áramkör járulékos ellenállásának változása, az állórész tekercsére betáplált feszültség változása, a tápfeszültség frekvenciájának változása, valamint mint a pólusok számának váltása.

Aszinkronmotor fordulatszámának szabályozása ellenállások beiktatásával a forgórész áramkörébe

Bevezetés ellenállások a forgórész áramkörében a teljesítményveszteségek növekedéséhez és a motor forgórészének fordulatszámának csökkenéséhez vezet a csúszás növekedése miatt, mivel n = nО (1 - s).

Ábra. Az 1. ábrából az következik, hogy ha a forgórész áramkörében az ellenállás nő ugyanazon nyomaték mellett, a motor fordulatszáma csökken.

Keménység mechanikai jellemzők a fordulatszám csökkenésével jelentősen csökken, ami a szabályozási tartományt (2 — 3) korlátozza: 1. Ennek a módszernek a hátránya a jelentős energiaveszteség, amely arányos a csúszással. Az ilyen beállítás csak akkor lehetséges rotoros motor. 

Indukciós motor fordulatszámának szabályozása az állórész feszültségének változtatásával

Az aszinkron motor állórész tekercsére alkalmazott feszültség változása lehetővé teszi a sebesség beállítását viszonylag egyszerű technikai eszközök és vezérlési sémák segítségével. Ehhez egy feszültségszabályozót kell csatlakoztatni az U1nom szabványos feszültségű váltakozó áramú hálózat és az elektromos motor állórésze közé.

A sebesség beállításakor aszinkron motor az állórész tekercsére adott feszültség változása, az Mcr aszinkron motor kritikus nyomatéka a motorra adott feszültség négyzetével arányosan változik Uret (3. ábra), és az Ureg csúszása nem függ.

Rizs. 1. A forgórészes indukciós motor mechanikai jellemzői a forgórész áramkörébe tartozó ellenállások különböző ellenállásainál

Rizs. 2. Aszinkronmotor fordulatszámának az állórész feszültségének változtatásával történő szabályozásának sémája

Rizs. 3. Aszinkronmotor mechanikai jellemzői az állórész tekercseire adott feszültség megváltoztatásakor

Ha a hajtott gép ellenállási nyomatéka nagyobb az elektromos motor indítónyomatéka (Ms> Mstart), akkor a motor nem fog forogni, ezért Unom névleges feszültségen vagy alapjáraton kell indítani.

Így a mókuskalitkás indukciós motorok fordulatszámát csak ventilátorszerű terheléssel lehet szabályozni. Ezenkívül speciális, nagy szlip-motorokat kell használni. A szabályozási tartomány kicsi, nkr-ig.

A feszültség megváltoztatásához alkalmazza háromfázisú autotranszformátorok és tirisztoros feszültségszabályozók.

Rizs. 4.A zárt hurkú fordulatszám-szabályozó rendszer tirisztoros feszültségszabályozójának vázlata - indukciós motor (TRN - IM)

A tirisztoros feszültségszabályozó séma szerint készült aszinkron motor zárt hurkú vezérlése - az elektromos motor lehetővé teszi az aszinkron motor sebességének megnövelt csúszással történő beállítását (ilyen motorokat szellőzőegységekben használnak).

Aszinkronmotorok fordulatszámának szabályozása a tápfeszültség frekvenciájának változtatásával

Mivel az állórész mágneses mezejének forgási frekvenciája no = 60e/p, így az indukciós motor fordulatszámának beállítása a tápfeszültség frekvenciájának változtatásával is elvégezhető.

Az aszinkron motor fordulatszámának szabályozására szolgáló frekvenciamódszer elve abban rejlik, hogy a tápfeszültség frekvenciájának változtatásával, az állandó p póluspárszámú kifejezésnek megfelelően, a szögsebesség megváltoztatható a az állórész mágneses tere.

Ez a módszer egyenletes fordulatszám-szabályozást biztosít széles tartományban, és a mechanikai jellemzők nagy merevséggel rendelkeznek.

Az aszinkron motorok magas energiateljesítményének elérése érdekében (teljesítménytényezők, hatásfok, túlterhelhetőség) a tápfeszültséget a frekvenciával egyidejűleg kell változtatni. A feszültség változásának törvénye az Ms terhelési nyomaték természetétől függ. Állandó nyomatékterhelés mellett az állórész feszültségét a frekvenciával arányosan kell szabályozni.

ábrán látható egy frekvencia elektromos hajtás sematikus diagramja. ábra, a frekvenciahangolt IM mechanikai jellemzői pedig az 5. ábrán láthatók. 6.

Rizs. 5.A frekvenciaváltó vázlata

Rizs. 6. Frekvenciaszabályozással rendelkező aszinkron motor mechanikai jellemzői

Az f frekvencia csökkenésével a kritikus momentum enyhén csökken az alacsony fordulatszámok tartományában. Ez annak köszönhető, hogy az állórész tekercsének aktív ellenállása megnő a frekvencia és a feszültség egyidejű csökkenésével.

Az aszinkron motor fordulatszámának frekvenciaszabályozása lehetővé teszi a fordulatszám változtatását a (20 - 30) tartományban: 1. A frekvenciamódszer a legígéretesebb egy mókusketrecben lévő rotorral rendelkező aszinkron motor szabályozására. Ezzel az elrendezéssel a teljesítményveszteség kicsi, mivel a csúszási veszteségek minimálisak.

A legmodernebb kettős átalakítási séma szerint megépített frekvenciaváltók. A következő fő részekből állnak: egyenáramú kör (nem vezérelt egyenirányító), impulzusos teljesítményinverter és vezérlőrendszer.

Az egyenáramú kapcsolat egy szabályozatlan egyenirányítóból és egy szűrőből áll. A táphálózat váltakozó feszültsége egyenáramú feszültséggé alakul.

A háromfázisú impulzus inverter hat tranzisztoros kapcsolót tartalmaz. Mindegyik motortekercs a megfelelő kapcsolóján keresztül csatlakozik az egyenirányító pozitív és negatív kapcsaihoz. Az inverter az egyenirányított feszültséget a kívánt frekvenciájú és amplitúdójú háromfázisú váltakozó feszültséggé alakítja, amelyet a villanymotor állórész-tekercseire kapcsolnak.

Az inverter kimeneti fokozataiban a teljesítménykapcsolókat kapcsolóként használják. IGBT tranzisztorok… A tirisztorokhoz képest magasabb kapcsolási frekvenciával rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy szinuszos kimeneti jelet állítsanak elő minimális torzítással.A kimeneti frekvencia szabályozása A lefelé irányuló és a kimeneti feszültségek nagyfrekvenciával valósulnak meg impulzus szélesség moduláció.

Aszinkronmotoros póluspár kapcsolási sebességének szabályozása

A fokozatos sebességszabályozás speciális segítségével hajtható végre mókusketreces többsebességes indukciós motorok. 

A no = 60e/ p kifejezésből az következik, hogy a p póluspárok számának változásával az állórész mágneses tere eltérő forgási sebességű mechanikai jellemzőket kap. Mivel p értékét egész számok határozzák meg, a beállítási folyamatban az egyik jellemzőről a másikra lépésenkénti átmenet történik.

A póluspárok számának megváltoztatására két mód van. Az első esetben két különböző pólusszámú tekercset helyeznek el az állórész nyílásaiban. A fordulatszám változásakor az egyik tekercs a hálózatra csatlakozik, a második esetben az egyes fázisok tekercselése két részből áll, amelyek párhuzamosan vagy sorba vannak kapcsolva. Ebben az esetben a póluspárok száma kétszeresére változik.

Rizs. 7. Sémák az aszinkron motor tekercseinek átkapcsolására: a — egycsillagról kettős csillagra; b — háromszögből kettős csillag

A fordulatszám szabályozása a póluspárok számának változtatásával gazdaságos, és a mechanikai jellemzők megtartják a merevséget. Ennek a módszernek a hátránya a mókusketreces forgórészes indukciós motor fordulatszám-változásának lépésszerűsége. Két sebességű motor kapható 4/2, 8/4, 12/6 pólusú. A 12/8/6/4 pólusú négysebességes villanymotor két kapcsolótekerccsel rendelkezik.

A Daineko V.A., Kovalinsky A.I. könyvből felhasznált anyagok. Mezőgazdasági vállalkozások elektromos berendezései.