Способы регулирования скорости

Асинхронного двигателя

Преобразуем выражение для скольжения:

где р – число пар полюсов;

Согласно полученному выражению существуют следующие способы регулирования скорости n₂:

- регулирование скорости за счет изменения числа пар полюсов;

- изменением частоты тока;

- введением в ротор добавочных сопротивлений.

Обмотки в статоре делятся на полуобмотки, которые включаются либо последовательно, либо параллельно. За счет этого изменяется число пар полюсов и, следовательно, скорость вращения магнитного поля и скорость ротора: .

Недостатки этого метода:

– усложняется конструкция двигателя;

– возможно только ступенчатое регулирование в сторону уменьшения скорости от 3000 об/мин.

Регулирование скорости за счет изменения частоты питающего напряжения (рис. 3.27). Изменение частоты питающего напряжения приводит к изменению скорости вращения магнитного поля n₀, а следовательно, и скорости ротора:

.

Метод позволяет плавно регулировать частоту вращения ротора в широких пределах.

Недостаток метода – необходимость применения дорогостоящего частотного преобразователя.

		б

Рис. 3.27. Структурная схема (а) и механические характеристики АД (б)

при регулировании скорости изменением частоты сети (ЧП – частотный преобразователь)

Регулирование скорости за счет введения в цепь ротора добавочных сопротивлений (рис. 3.28). В цепь фазного ротора вводятся добавочные сопротивления R_Д(как при пуске).

.

Метод позволяет плавно регулировать скорость в сторону ее уменьшения.

Недостаток метода – большие потери энергии в добавочных активных сопротивлениях.

Вывод: плавное регулирование скорости в широких пределах в асинхронных двигателях затруднительно, что является основным недостатком асинхронных двигателей.

Тормозные режимы работы АД

Тахограмма работы электропривода представлена на рис. 3.29, где I – разгон; II – время технологической операции; III – торможение.

Рис. 3.29. Тахограмма работы электропривода

Чем меньше время разгона и торможения, тем выше производительность труда.

В тормозных режимах момент, развиваемый двигателем, направлен против вращения, т.е. скорость и момент должны иметь на графиках разные знаки.

На рис. 3.30 представлены механические характеристики АД при работе в двигательном режиме (квадрант I) и в тормозных режимах (квадранты II и IV).

Рис. 3.30. Тормозные режимы работы:

1 – естественная характеристика;

2 – реостатная характеристика

1. Генераторное торможение (квадрант II). За счет внешних сил достигается и возникает тормозной момент.

2. Торможение противовключением (квадрант IV). Направления вращения магнитного поля и ротора противоположны. Может создаваться введением в цепь ротора добавочного сопротивления (например, при спуске груза краном) или изменением направления вращения магнитного поля. В этом случае двигатель развивает тормозной момент.

Существует также режим динамического торможения. При этом двигатель отключают от сети переменного тока и подключают под постоянное напряжение. Постоянный ток создает неподвижное магнитное поле. По закону электромагнитной индукции в роторе возникают ЭДС и ток, а также согласно принципу Ленца – сила, тормозящая движение ротора.

Энергетические характеристики АД

важными характеристиками АД являются зависимости КПД и коэффициента мощности от коэффициента загрузки b = .

Рис. 3.31. Зависимость КПД и коэффициента

мощности от коэффициента загрузки

.

Однофазный АД

Пусть в статоре асинхронного двигателя имеется одна обмотка. Рассмотрим создаваемый ею магнитный поток (рис. 3.32).

Рис. 3.32. Двигатель с одной обмоткой в статоре (а) и магнитный поток

в ней (б)

Одна обмотка создает магнитный поток Ф, вектор которого направлен по оси обмотки. Длина вектора изменяется по синусоидальному закону .

Из рис. 3.32, б имеем , т.е. пульсирующий по синусоидальному закону магнитный поток, создаваемый одной катушкой, можно разложить на два вращающихся в противоположные стороны магнитных потока.

Это позволяет представить двигатель с одной обмоткой в статоре как два одинаковых трехфазных асинхронных двигателя, имеющих общий вал и вращающихся в противоположные стороны (рис. 3.33, а). Результирующий момент M = M₁ + M₂ (рис. 3.33, б).

Рис. 3.33. Представление двигателя с единой обмоткой (а),

его момент (б) и механическая характеристика (в)

Двигатель c одной обмоткой не развивает пускового момента. Для запуска этот двигатель нужно сначала принудительно раскрутить.

Схема однофазного асинхронного двигателя с пусковой обмоткойпредставлена на рис. 3.34.

Рис. 3.34. Схема включения обмотки АД (а), векторная диаграмма (б)

и механическая характеристика двигателя (в)

в пусковой обмотке ёмкость подбирают так, чтобы угол . Это необходимо для создания вращающегося магнитного поля.

Во время пуска пусковая обмотка подключена и создаётся вращающееся магнитное поле. После пуска пусковая обмотка отключается. Разновидностью являются конденсаторные двигатели, у которых пусковая обмотка не отключается.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: