Användningen av lindade rotorinduktionsmotorer som en del av en frekvensomriktare

För att minska kostnaderna är det rationellt att använda befintliga och fungerande kranasynkronmotorer vid uppgradering av kranens elektriska drivsystem. Majoriteten av inhemska kranar är vanligtvis utrustade med fasrotormotorer i MT- och 4MT-serien.

Av intresse är möjligheten att använda kranasynkronmotorer med faslåst rotor som en del av en frekvensstyrd elektrisk drivning. För närvarande har LLC «Cranpriborservice» positiv erfarenhet av drift av asynkronmotorer med en effekt på upp till 55 kW med en kortsluten fasrotor när den drivs av frekvensomformare.

En sådan teknisk lösning gjordes under moderniseringen av kranar som tidigare var utrustade med traditionella krandrivsystem baserade på en asynkronmotor med en fasrotor.För att minska kostnaderna för en sådan uppgradering sparades elmotorer, och i vissa fall ballastmotstånd, som efter att ha kontrollerat beräkningarna och ändrat anslutningsschemat användes som bromsmotstånd.

Ur energisynpunkt är MT- och 4MT-seriens lindade elmotorer till och med mer att föredra än elmotorer med ekorrbur i samma serie, eftersom de har ett lägre aktivt motstånd i rotorlindningen och därför lägre förluster i rotorns koppar i jämvikt.

En elmotor med lindad rotor vald för drift i ett traditionellt kransystem med en elektrisk drivning med reostatreglering, när den växlar till kraft från en frekvensomformare (om mekanismens driftläge inte överskrids) har alltid en lägre startnivå- upp förluster.

I de flesta fall utförs kranuppgraderingar för att utöka hastighetskontrollområdet för exakta monteringsoperationer eller vid överföring av kranen till golvet. I detta fall är kranens driftläge som regel lägre än det som fastställdes under tillverkningen. Med vektorstyrning reduceras även steady-state förluster, eftersom effektförbrukningen i den elektriska drivningen optimeras vid dellast.

Det finns en åsikt att spänningen pulserar vid pulsbreddsmoduleringappliceras på motorlindningarna leder till accelererad åldring av isoleringen. I det här fallet rekommenderas användning av "särskilda elmotorer för drift som en del av frekvensomriktare".Det är sant att isoleringsklassen för sådana elmotorer inte skiljer sig från isoleringsklassen för hushållselmotorer i MT- och 4MT-serien. Mer än tio års drift av fasrotorelektriska motorer med kortslutna ringar som en del av en frekvensomformare har visat sin höga tillförlitlighet.

En egenskap hos designen av motorer med en fasrotor är närvaron av släpringar och borstar. Därför verkar en öppen krets av en av rotorfaserna i sådana kranar på grund av slitage på borstarna eller skada på borsthållaren mycket trolig.

För att fastställa driftbarheten av den elektriska drivenheten i händelse av rotorfasförlust utfördes ett experiment vid Cranpriborservice LLCs monter med en elektrisk drivning av lyftmekanismen med en frekvensomvandlare av typen Altivar 71 och en 55 kW motor. Elmotorns styrlag är vektor. Innan en nominell last lyftes "från vikten" kopplades en av de kortslutna faserna av rotorn på 55 kW-motorn bort.

Eldriften slogs sedan på i uppförsbacke med en frekvens på 25 Hz. Samtidigt accelererar den elektriska drivningen i uppstigningsriktningen, men hastighetsfluktuationer märks.

I fig. 1 visar de experimentella oscillogrammen för den elektriska drivhastigheten med rotorn kortsluten och när en av faserna i rotorn är frånkopplad.

Ris. 1. Experimentella oscillogram av den elektriska drivningens hastighet vid lyft av den nominella lasten 0-3P: 1-rotorringar är kortslutna; 2. en av rotorfaserna är frånkopplad.

Av oscillogrammen kan man se att accelerationen av den elektriska drivningen i uppstigningsriktningen med en bruten fas i rotorn varar cirka 1,5 gånger längre än med helt förkortade ringar. Men ur skyddssynpunkt mot fallande laster är en sådan regim acceptabel.

Det bör också noteras att statorströmmen som mäts av omvandlaren under fasförlust inte skiljer sig från strömmen i symmetriskt läge, även om dess värde teoretiskt borde vara högre. Elmotorns termiska skydd är baserat på beräkningen av I2t, därför kommer dess drift i detta läge inte att ske.

Således kan förlusten av fas i rotorn inte uppmärksammas av servicepersonal och motorn kan skadas av överhettning. Som skydd mot ett sådant läge är det möjligt att föreslå införandet av ett termiskt relä i stator- eller rotorkretsen, men denna lösning kräver experimentell verifiering.