Hastighedsregulering af en induktionsmotor

De mest almindelige er følgende metoder til at styre hastigheden af ​​en asynkronmotor: en ændring i den ekstra modstand af rotorkredsløbet, en ændring i spændingen, der leveres til statorviklingen, en ændring i frekvensen af ​​forsyningsspændingen, samt som at skifte antallet af poler.

Regulering af hastigheden af ​​en induktionsmotor ved at indføre modstande i rotorkredsløbet

Introduktion modstande i rotorkredsløbet fører til en stigning i effekttab og et fald i motorrotorens hastighed på grund af en stigning i slip, da n = nО (1 — s).

Fig. 1 følger det, at når modstanden i rotorkredsløbet stiger ved det samme drejningsmoment, falder motorhastigheden.

Hårdhed mekaniske egenskaber falder markant med faldende rotationshastighed, hvilket begrænser kontrolområdet til (2 — 3): 1. Ulempen ved denne metode er de betydelige energitab, som er proportionale med slip. En sådan justering er kun mulig for rotor motor. 

Regulering af en induktionsmotors rotationshastighed ved at ændre statorspændingen

En ændring i spændingen påført statorviklingen af ​​en asynkronmotor giver dig mulighed for at justere hastigheden ved hjælp af relativt enkle tekniske midler og kontrolskemaer. For at gøre dette er en spændingsregulator forbundet mellem et vekselstrømsnetværk med en standardspænding U1nom og elektromotorens stator.

Ved justering af hastigheden asynkron motor ændring i spændingen påført til statorviklingen, det kritiske moment Mcr asynkronmotor varierer i forhold til kvadratet af spændingen påført motoren Uret (fig. 3) og slip fra Ureg afhænger ikke.

Ris. 1. Mekaniske egenskaber for en induktionsmotor med en viklet rotor ved forskellige modstande af modstande inkluderet i rotorkredsløbet

Ris. 2. Skema til regulering af hastigheden af ​​en induktionsmotor ved at ændre statorspændingen

Ris. 3. Mekaniske egenskaber for en induktionsmotor ved ændring af spændingen påført til statorviklingerne

Hvis modstandsmomentet for den drevne maskine er større startmoment på elmotoren (Ms> Mstart), så vil motoren ikke rotere, så det er nødvendigt at starte den ved den nominelle spænding Unom eller i tomgang.

Det er således muligt at regulere omdrejningshastigheden af ​​egern-bur-induktionsmotorer med kun en ventilatorlignende belastning. Derudover skal der anvendes specielle højskridsmotorer. Kontrolområdet er lille, op til nkr.

For at ændre spændingen skal du anvende trefasede autotransformere og tyristorspændingsregulatorer.

Ris. 4.Skematisk af tyristorspændingsregulator for hastighedskontrolsystem med lukket sløjfe - induktionsmotor (TRN - IM)

Lukket kredsløbsstyring af en asynkronmotor lavet i henhold til tyristorspændingsregulatorskemaet - elmotoren giver dig mulighed for at justere hastigheden på en asynkronmotor med øget slip (sådanne motorer bruges i ventilationsenheder).

Regulering af en induktionsmotors rotationshastighed ved at ændre frekvensen af ​​forsyningsspændingen

Da rotationsfrekvensen af ​​statormagnetfeltet nr. = 60e/p, kan justeringen af ​​induktionsmotorens rotationshastighed udføres ved at ændre frekvensen af ​​forsyningsspændingen.

Princippet for frekvensmetoden til regulering af hastigheden af ​​en asynkronmotor ligger i, at ved at ændre frekvensen af ​​forsyningsspændingen, i overensstemmelse med udtrykket med et konstant antal polpar p, kan vinkelhastigheden ændres med statorens magnetfelt.

Denne metode giver jævn hastighedskontrol over et bredt område, og de mekaniske egenskaber har høj stivhed.

For at opnå høj energiydelse af asynkronmotorer (effektkoefficienter, effektivitet, overbelastningskapacitet) er det nødvendigt at ændre forsyningsspændingen samtidigt med frekvensen. Loven om spændingsændring afhænger af arten af ​​belastningsmomentet Ms. Ved konstant momentbelastning skal statorspændingen styres i forhold til frekvensen.

Et skematisk diagram af et elektrisk frekvensdrev er vist i fig. 5, og de mekaniske karakteristika af den frekvenstunede IM er vist i fig. 6.

Ris. 5.Skematisk over frekvensomformeren

Ris. 6. Mekaniske egenskaber for en asynkronmotor med frekvensregulering

Når frekvensen f falder, falder det kritiske moment lidt i området med lave omdrejningshastigheder. Dette skyldes en stigning i påvirkningen af ​​den aktive modstand af statorviklingen med et samtidig fald i frekvens og spænding.

Frekvensregulering asynkron motorhastighed giver dig mulighed for at ændre hastigheden i området (20 — 30): 1. Frekvensmetoden er den mest lovende til regulering af en asynkronmotor med en rotor i et egernbur. Effekttab med dette arrangement er små, fordi sliptab er minimale.

De mest moderne frekvensomformere bygget efter dobbeltkonverteringsskemaet. De består af følgende hoveddele: DC-link (ukontrolleret ensretter), pulsstrømsomformer og styresystem.

Jævnstrømsforbindelsen består af en ukontrolleret ensretter og et filter. Forsyningsnettets vekselspænding omdannes til en jævnstrømsspænding.

Den trefasede pulsinverter indeholder seks transistorkontakter. Hver motorvikling er forbundet via dens tilsvarende kontakt til ensretterens positive og negative terminaler. Inverteren konverterer den ensrettede spænding til en trefaset vekselspænding med den ønskede frekvens og amplitude, som påføres statorviklingerne på den elektriske motor.

I inverterens udgangstrin bruges strømafbrydere som kontakter. IGBT transistorer… Sammenlignet med tyristorer har de en højere koblingsfrekvens, som giver dem mulighed for at producere et sinusformet udgangssignal med minimal forvrængning.Regulering af udgangsfrekvensen Nedstrøms- og udgangsspændingerne realiseres ved højfrekvens pulsbreddemodulation.

Styring af omskiftningshastigheden for en induktionsmotor polpar

Trinhastighedskontrol kan udføres ved hjælp af special egern bur multispeed induktionsmotorer. 

Af udtrykket no = 60e/ p følger, at når antallet af polpar p ændres, opnås mekaniske karakteristika med forskellige omdrejningshastigheder for statorens magnetfelt. Da værdien af ​​p er bestemt af heltal, er overgangen fra en karakteristik til en anden i justeringsprocessen trinvis.

Der er to måder at ændre antallet af polpar på. I det første tilfælde placeres to viklinger med forskellige antal poler i statorens slidser. Når hastigheden ændres, er en af ​​viklingerne forbundet med netværket. I det andet tilfælde består viklingen af ​​hver fase af to dele, der er forbundet parallelt eller i serie. I dette tilfælde ændres antallet af polpar med en faktor to.

Ris. 7. Skemaer til at skifte viklingerne af en asynkronmotor: a — fra en enkelt stjerne til en dobbeltstjerne; b — fra en trekant til en dobbeltstjerne

Hastighedskontrol ved at ændre antallet af stangpar er økonomisk, og de mekaniske egenskaber bevarer stivheden. Ulempen ved denne metode er den trinlignende karakter af ændringen i hastigheden af ​​egern-burrotorens induktionsmotor. To hastighedsmotorer fås med 4/2, 8/4, 12/6 poler. Den 12/8/6/4-polede firetrins elektriske motor har to skiftende viklinger.

Materialer brugt fra bogen Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Elektrisk udstyr i landbrugsvirksomheder.