Reglarea frecvenței unui motor asincron

În prezent, controlul frecvenței vitezei unghiulare de rotație a unui motor electric cu un motor asincron este utilizat pe scară largă, deoarece permite într-o gamă largă de a schimba fără probleme viteza de rotație a rotorului atât deasupra, cât și sub valoarea nominală.

Convertizoarele de frecvență sunt dispozitive moderne, de înaltă tehnologie, cu o gamă largă de reglare, care au un set extins de funcții pentru controlul motoarelor asincrone. Cea mai înaltă calitate și fiabilitate fac posibilă utilizarea lor în diverse industrii pentru a controla antrenările pompelor, ventilatoarelor, transportoarelor etc.

Convertizoarele de frecvență pentru tensiunea de alimentare sunt împărțite în monofazate și trifazate, dar prin proiectare, în mașini electrice rotative și statice. La convertoarele de mașini electrice, frecvența variabilă se obține prin utilizarea de mașini electrice convenționale sau speciale. V convertoare statice de frecventa modificarea frecvenței curentului de alimentare se realizează prin utilizarea elementelor electrice care nu au mișcare.

Circuitul convertizorului de frecvență al unui motor cu inducție

Semnal de ieșire al convertizorului de frecvență

Convertizoarele de frecvență pentru rețeaua monofazată pot asigura acționarea electrică pentru echipamentele de producție cu o putere de până la 7,5 kW. O caracteristică a designului convertoarelor moderne monofazate este că la intrare există o fază cu o tensiune de 220V, iar la ieșire există trei faze cu aceeași valoare a tensiunii, ceea ce permite conectarea motoarelor electrice trifazate la un dispozitiv fără a utiliza condensatori.

Convertizoarele de frecvență alimentate de o rețea trifazată de 380V sunt disponibile în domeniul de putere de la 0,75 la 630 kW. În funcție de valoarea puterii, dispozitivele sunt produse în carcase combinate de polimer și metal.

Cea mai populară strategie de control pentru motoarele cu inducție este controlul vectorial. În prezent, majoritatea convertoarelor de frecvență implementează control vectorial sau chiar control vectorial fără senzori (această tendință se regăsește la convertoarele de frecvență care implementează inițial control scalar și nu au terminale pentru conectarea unui senzor de viteză).

În funcție de tipul de sarcină de ieșire, convertizoarele de frecvență sunt subdivizate în funcție de tipul de implementare:

• pentru pompe și ventilatoare;

• pentru propulsie electrică industrială generală;

• funcționează ca parte a motoarelor electrice care funcționează cu suprasarcină.

Caracteristicile mecanice ale sarcinilor tipice

Convertizoarele de frecvență moderne au un set divers de caracteristici funcționale, de exemplu, au control manual și automat al vitezei și direcției de rotație a motorului, precum și potențiometru încorporat pe panoul de control.Dotat cu capacitatea de a regla intervalul de frecvență de ieșire de la 0 la 800 Hz.

Convertizoarele sunt capabile să controleze automat un motor asincron în funcție de semnalele de la senzorii periferici și să conducă o acționare electrică conform unui algoritm de sincronizare dat. Sprijină funcții de recuperare automată în cazul unei căderi de curent pe termen scurt. Efectuați controlul tranzitoriu de la o consolă la distanță și protejați motoarele electrice de suprasarcină.

Relația dintre viteza unghiulară de rotație și frecvența curentului de alimentare rezultă din ecuația

ωo = 2πe1/ p

Cu o tensiune de alimentare constantă U1 și o schimbare a frecvenței, fluxul magnetic al motorului cu inducție se modifică. În același timp, pentru o mai bună utilizare a sistemului magnetic, cu o scădere a frecvenței de alimentare, este necesară reducerea proporțională a tensiunii, altfel curentul de magnetizare și pierderile din oțel vor crește semnificativ.

În mod similar, pe măsură ce frecvența de alimentare crește, tensiunea trebuie să crească proporțional pentru a menține constant fluxul magnetic, deoarece în caz contrar (cu un cuplu constant al arborelui) aceasta va determina creșterea curentului rotorului, supraîncărcarea înfășurărilor sale cu curent și reducerea cuplului maxim.

Legea rațională de reglare a tensiunii depinde de natura momentului de rezistență.

La un moment constant de sarcină statică (Ms = const), tensiunea trebuie reglată proporțional cu frecvența sa U1 / f1 = const. Pentru natura sarcinii ventilatorului, raportul ia forma U1 / f21 = const.

Cu cuplul de sarcină invers proporțional cu viteza U1 /√f1 = const.

Figurile de mai jos prezintă o diagramă de conectare simplificată și caracteristicile mecanice ale unui motor cu inducție cu control în frecvență a vitezei unghiulare.

Schema de conectare a unui convertor de frecvență la un motor asincron

Caracteristici pentru o sarcină cu un moment de rezistență static constant

NS Caracteristici pentru încărcarea ventilatorului

Caracteristici sub sarcină statică cuplului invers proporțional cu viteza unghiulară de rotație

Reglarea frecvenței vitezei unui motor asincron vă permite să modificați viteza unghiulară de rotație în intervalul - 20 ... 30 la 1. Reglarea vitezei unui motor asincron în jos de la cel principal se realizează practic la zero.

Când se modifică frecvența rețelei de alimentare, limita superioară a vitezei de rotație a unui motor asincron depinde de proprietățile sale mecanice, mai ales că la frecvențe peste nominal motorul asincron funcționează cu caracteristici energetice mai bune decât la frecvențe mai mici. Prin urmare, dacă în sistemul de antrenare se utilizează o cutie de viteze, acest control al frecvenței motorului trebuie efectuat nu numai în jos, ci și în sus de la punctul nominal, până la viteza maximă admisă de rotație în condițiile rezistenței mecanice a rotorul.

Când turația motorului crește peste valoarea indicată în pașaportul său, frecvența sursei de alimentare nu trebuie să o depășească pe cea nominală de cel mult 1,5 - 2 ori.

Metoda frecvenței este cea mai promițătoare pentru reglarea unui motor cu inducție cu rotor cu colivie. Pierderile de putere cu o astfel de reglare sunt mici, deoarece nu sunt însoțite de o creștere a alunecând… Caracteristicile mecanice rezultate sunt foarte rigide.