Reglarea vitezei unui motor cu inducție

Cele mai comune sunt următoarele metode de control al vitezei unui motor asincron: o modificare a rezistenței suplimentare a circuitului rotorului, o modificare a tensiunii furnizate înfășurării statorului, o modificare a frecvenței tensiunii de alimentare, precum și ca comutarea numărului de poli.

Reglarea vitezei unui motor cu inducție prin introducerea de rezistențe în circuitul rotorului

Introducere rezistențe în circuitul rotorului duce la o creștere a pierderilor de putere și o scădere a vitezei rotorului motorului datorită creșterii alunecării, deoarece n = nО (1 — s).

Smochin. 1 rezultă că pe măsură ce rezistența în circuitul rotorului crește la același cuplu, turația motorului scade.

Duritate caracteristici mecanice scade semnificativ odată cu scăderea vitezei de rotație, ceea ce limitează domeniul de control la (2 — 3): 1. Dezavantajul acestei metode îl reprezintă pierderile semnificative de energie, care sunt proporționale cu alunecarea. O astfel de ajustare este posibilă numai pentru motorul rotorului. 

Reglarea vitezei de rotație a unui motor cu inducție prin modificarea tensiunii statorice

O modificare a tensiunii aplicată înfășurării statorului a unui motor asincron vă permite să reglați viteza folosind mijloace tehnice și scheme de control relativ simple. Pentru a face acest lucru, un regulator de tensiune este conectat între o rețea de curent alternativ cu o tensiune standard U1nom și statorul motorului electric.

La reglarea vitezei motor asincron modificarea tensiunii aplicate înfășurării statorului, momentul critic Mcr motor asincron variază proporțional cu pătratul tensiunii aplicate motorului Uret (Fig. 3) iar alunecarea de la Ureg nu depinde.

Orez. 1. Caracteristicile mecanice ale unui motor de inducție cu rotor bobinat la diferite rezistențe ale rezistențelor incluse în circuitul rotorului

Orez. 2. Schema de reglare a vitezei unui motor cu inducție prin modificarea tensiunii statorice

Orez. 3. Caracteristicile mecanice ale unui motor cu inducție la schimbarea tensiunii aplicate înfășurărilor statorului

Dacă momentul de rezistenţă al maşinii antrenate este mai mare cuplul de pornire al motorului electric (Ms> Mstart), atunci motorul nu se va roti, deci este necesar să-l porniți la tensiunea nominală Unom sau la relanti.

Este astfel posibilă reglarea vitezei de rotație a motoarelor cu inducție cu colivie doar cu o sarcină asemănătoare ventilatorului. În plus, trebuie utilizate motoare speciale cu alunecare mare. Raza de control este mică, până la nkr.

Pentru a schimba tensiunea, aplicați autotransformatoare trifazate și regulatoare de tensiune tiristoare.

Orez. 4.Schema regulatorului de tensiune tiristor al sistemului de control al vitezei în buclă închisă - motor cu inducție (TRN - IM)

Controlul în buclă închisă a unui motor asincron realizat conform schemei de reglare a tensiunii tiristoarelor — motorul electric vă permite să reglați viteza unui motor asincron cu alunecare crescută (astfel de motoare sunt utilizate în unitățile de ventilație).

Reglarea vitezei de rotație a unui motor cu inducție prin modificarea frecvenței tensiunii de alimentare

Deoarece frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului nu = 60e/p, atunci reglarea vitezei de rotație a motorului cu inducție poate fi efectuată prin schimbarea frecvenței tensiunii de alimentare.

Principiul metodei frecvenței de reglare a vitezei unui motor asincron constă în faptul că prin modificarea frecvenței tensiunii de alimentare, în conformitate cu expresia cu un număr constant de perechi de poli p, viteza unghiulară poate fi modificată de către câmpul magnetic al statorului.

Această metodă oferă un control fluid al vitezei pe o gamă largă, iar caracteristicile mecanice au o rigiditate ridicată.

Pentru a obține performanțe energetice ridicate ale motoarelor asincrone (coeficienți de putere, randament, capacitate de suprasarcină), este necesară modificarea tensiunii de alimentare concomitent cu frecvența. Legea schimbării tensiunii depinde de natura momentului de încărcare Dna. La sarcină de cuplu constantă, tensiunea statorului trebuie controlată proporțional cu frecvența.

În fig. 5, iar caracteristicile mecanice ale IM reglate în frecvență sunt prezentate în Fig. 6.

Orez. 5.Schema variatorului de frecvență

Orez. 6. Caracteristicile mecanice ale unui motor asincron cu reglare în frecvență

Pe măsură ce frecvența f scade, momentul critic scade ușor în regiunea vitezelor de rotație mici. Acest lucru se datorează unei creșteri a influenței rezistenței active a înfășurării statorului cu o scădere simultană a frecvenței și tensiunii.

Viteza motorului asincron de reglare a frecvenței vă permite să modificați viteza în intervalul (20 — 30): 1. Metoda frecvenței este cea mai promițătoare pentru reglarea unui motor asincron cu un rotor într-o cușcă de veveriță. Pierderile de putere cu acest aranjament sunt mici deoarece pierderile de alunecare sunt minime.

Cele mai moderne convertoare de frecvență construite după schema dublei conversii. Acestea constau din următoarele părți principale: legătura DC (redresoare necontrolată), invertor de putere cu impuls și sistem de control.

Conexiunea DC constă dintr-un redresor necontrolat și un filtru. Tensiunea alternativă a rețelei de alimentare este transformată într-o tensiune de curent continuu.

Invertorul de impulsuri trifazate conține șase comutatoare cu tranzistori. Fiecare înfășurare a motorului este conectată prin comutatorul său corespunzător la bornele pozitive și negative ale redresorului. Invertorul convertește tensiunea redresată într-o tensiune alternativă trifazată de frecvența și amplitudinea dorite, care este aplicată înfășurărilor statorice ale motorului electric.

În etapele de ieșire ale invertorului, comutatoarele de alimentare sunt folosite ca întrerupătoare. tranzistoare IGBT… În comparație cu tiristoarele, acestea au o frecvență de comutare mai mare, ceea ce le permite să producă un semnal de ieșire sinusoidal cu o distorsiune minimă.Reglarea frecvenței de ieșire Tensiunile din aval și de ieșire sunt realizate de înaltă frecvență modularea lățimii impulsului.

Controlul vitezei de comutare a unui motor cu inducție pereche de poli

Controlul treptat al vitezei poate fi realizat folosind special motoare cu inducție cu mai multe viteze în cușcă de veveriță. 

Din expresia nu = 60e/ p rezultă că la modificarea numărului de perechi de poli p se obțin caracteristici mecanice cu viteze de rotație diferite pentru câmpul magnetic al statorului. Deoarece valoarea lui p este determinată de numere întregi, trecerea de la o caracteristică la alta în procesul de ajustare se face treptat.

Există două moduri de a modifica numărul de perechi de poli. În primul caz, două înfășurări cu numere diferite de poli sunt plasate în fantele statorului. Când se schimbă viteza, una dintre înfășurări este conectată la rețea.În al doilea caz, înfășurarea fiecărei faze este formată din două părți care sunt conectate în paralel sau în serie. În acest caz, numărul de perechi de poli se modifică cu un factor de doi.

Orez. 7. Scheme de comutare a înfășurărilor unui motor asincron: a — de la o stea simplă la o stea dublă; b — de la un triunghi la o stea dublă

Controlul vitezei prin schimbarea numărului de perechi de poli este economic, iar caracteristicile mecanice mențin rigiditatea. Dezavantajul acestei metode este natura în trepte a schimbării vitezei motorului de inducție cu rotor cu colivie. Motoarele cu două viteze sunt disponibile cu 4/2, 8/4, 12/6 poli. Motorul electric cu patru viteze cu 12/8/6/4 poli are două înfășurări de comutare.

Materiale folosite din cartea Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Echipamente electrice ale întreprinderilor agricole.