Hastighetsreglering av en induktionsmotor

De vanligaste är följande metoder för att styra hastigheten på en asynkronmotor: en förändring av rotorkretsens extra motstånd, en förändring i spänningen som tillförs statorlindningen, en förändring i frekvensen av matningsspänningen, liksom som att byta antalet poler.

Reglering av hastigheten på en induktionsmotor genom att införa motstånd i rotorkretsen

Introduktion motstånd i rotorkretsen leder till en ökning av effektförluster och en minskning av motorns rotorhastighet på grund av en ökning i slirning, eftersom n = nО (1 — s).

Fikon. 1 följer att när motståndet i rotorkretsen ökar vid samma vridmoment, minskar motorvarvtalet.

Hårdhet mekaniska egenskaper minskar avsevärt med minskande rotationshastighet, vilket begränsar reglerområdet till (2 — 3): 1. Nackdelen med denna metod är de betydande energiförlusterna, som är proportionella mot slirningen. Sådan justering är endast möjlig för rotormotor. 

Reglering av rotationshastigheten för en induktionsmotor genom att ändra statorspänningen

En förändring i spänningen som appliceras på statorlindningen av en asynkronmotor gör att du kan justera hastigheten med relativt enkla tekniska medel och kontrollscheman. För att göra detta ansluts en spänningsregulator mellan ett växelströmsnätverk med standardspänning U1nom och elmotorns stator.

Vid justering av hastigheten asynkron motor förändring i spänningen som appliceras på statorlindningen, det kritiska momentet Mcr asynkronmotorn varierar i proportion till kvadraten på spänningen som appliceras på motorn Uret (Fig. 3) och slirningen från Ureg är inte beroende.

Ris. 1. Mekaniska egenskaper hos en induktionsmotor med en lindad rotor vid olika resistanser hos motstånd som ingår i rotorkretsen

Ris. 2. Schema för att reglera hastigheten på en induktionsmotor genom att ändra statorspänningen

Ris. 3. Mekaniska egenskaper hos en induktionsmotor vid ändring av spänningen som appliceras på statorlindningarna

Om motståndsmomentet för den drivna maskinen är större startmoment för elmotorn (Ms> Mstart), då kommer motorn inte att rotera, så det är nödvändigt att starta den vid den nominella spänningen Unom eller på tomgång.

Det är således möjligt att reglera rotationshastigheten för ekorrbura induktionsmotorer med endast en fläktliknande belastning. Dessutom måste speciella högslipmotorer användas. Kontrollområdet är litet, upp till nkr.

För att ändra spänningen, använd trefas autotransformatorer och tyristorspänningsregulatorer.

Ris. 4.Schema för tyristorspänningsregulator för varvtalsregleringssystem med sluten slinga - induktionsmotor (TRN - IM)

Sluten kretsstyrning av en asynkronmotor gjord enligt tyristorspänningsregulatorschemat — elmotorn låter dig justera hastigheten på en asynkronmotor med ökad slirning (sådana motorer används i ventilationsaggregat).

Reglering av rotationshastigheten för en induktionsmotor genom att ändra frekvensen på matningsspänningen

Eftersom rotationsfrekvensen för statorns magnetfält nr = 60e/p, kan justeringen av induktionsmotorns rotationshastighet utföras genom att ändra frekvensen på matningsspänningen.

Principen för frekvensmetoden för att reglera hastigheten på en asynkronmotor ligger i det faktum att genom att ändra frekvensen på matningsspänningen, i enlighet med uttrycket med ett konstant antal polpar p, kan vinkelhastigheten ändras med statorns magnetfält.

Denna metod ger mjuk hastighetskontroll över ett brett område, och de mekaniska egenskaperna har hög styvhet.

För att erhålla hög energiprestanda hos asynkronmotorer (effektkoefficienter, effektivitet, överbelastningskapacitet) är det nödvändigt att ändra matningsspänningen samtidigt med frekvensen. Lagen för förändring av spänningen beror på arten av laddningsmomentet Ms. Vid konstant vridmomentbelastning måste statorspänningen styras i proportion till frekvensen.

Ett schematiskt diagram av en frekvensdrivenhet visas i fig. 5, och de mekaniska egenskaperna hos den frekvensinställda IM visas i fig. 6.

Ris. 5.Schematisk över frekvensomformaren

Ris. 6. Mekaniska egenskaper hos en asynkronmotor med frekvensreglering

När frekvensen f minskar, minskar det kritiska momentet något i området med låga rotationshastigheter. Detta beror på en ökning av påverkan av statorlindningens aktiva motstånd med en samtidig minskning av frekvens och spänning.

Frekvensreglering asynkron motorhastighet gör att du kan ändra hastigheten i intervallet (20 — 30): 1. Frekvensmetoden är den mest lovande för att reglera en asynkronmotor med en rotor i en ekorrbur. Effektförlusterna med detta arrangemang är små eftersom glidförlusterna är minimala.

De modernaste frekvensomformarna byggda enligt dubbelkonverteringsschemat. De består av följande huvuddelar: DC-länk (okontrollerad likriktare), pulsströmriktare och styrsystem.

DC-länken består av en okontrollerad likriktare och ett filter. Matningsnätets växelspänning omvandlas till en likströmsspänning.

Den trefasiga pulsväxelriktaren innehåller sex transistoromkopplare. Varje motorlindning är ansluten via sin motsvarande omkopplare till de positiva och negativa terminalerna på likriktaren. Växelriktaren omvandlar den likriktade spänningen till en trefas växelspänning med önskad frekvens och amplitud, som appliceras på elmotorns statorlindningar.

I växelriktarens slutsteg används strömbrytare som strömbrytare. IGBT transistorer… Jämfört med tyristorer har de en högre switchfrekvens, vilket gör att de kan producera en sinusformad utsignal med minimal distorsion.Reglering av utgångsfrekvensen Nedströms- och utgångsspänningarna realiseras med högfrekvens pulsbreddsmodulering.

Styr växlingshastigheten för en induktionsmotor Polpar

Steghastighetskontroll kan utföras med hjälp av special squirrel cage multispeed induktionsmotorer. 

Av uttrycket no = 60e/ p följer att när antalet polpar p ändras erhålls mekaniska egenskaper med olika rotationshastigheter för statorns magnetfält. Eftersom värdet på p bestäms av heltal, sker övergången från en egenskap till en annan i justeringsprocessen stegvis.

Det finns två sätt att ändra antalet polpar. I det första fallet placeras två lindningar med olika antal poler i statorns slitsar. När hastigheten ändras kopplas en av lindningarna till nätet, i det andra fallet består lindningen av varje fas av två delar som är kopplade parallellt eller i serie. I detta fall ändras antalet polpar med en faktor två.

Ris. 7. Schema för omkoppling av lindningarna i en asynkronmotor: a — från en enkel stjärna till en dubbelstjärna; b — från en triangel till en dubbelstjärna

Hastighetskontroll genom att ändra antalet polpar är ekonomiskt, och de mekaniska egenskaperna bibehåller styvheten. Nackdelen med denna metod är den stegliknande karaktären hos hastighetsförändringen hos induktionsmotorn för rotorn. Tvåhastighetsmotorer finns tillgängliga med 4/2, 8/4, 12/6 poler. Den 12/8/6/4-poliga fyrväxlade elmotorn har två omkopplingslindningar.

Material som används från boken Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Elektrisk utrustning för jordbruksföretag.