Asynkronisen moottorin taajuuden säätö

Tällä hetkellä asynkronisella moottorilla varustetun sähkökäytön pyörimiskulmanopeuden taajuussäätöä käytetään laajalti, koska se mahdollistaa roottorin pyörimisnopeuden sujuvan muuttamisen laajalla alueella sekä nimellisarvon ylä- että alapuolelle.

Taajuusmuuttajat ovat moderneja, korkean teknologian laitteita, joissa on laaja säätöalue ja joissa on laaja valikoima toimintoja asynkronisten moottoreiden ohjaamiseen. Korkein laatu ja luotettavuus mahdollistavat niiden käytön eri teollisuudenaloilla pumppujen, puhaltimien, kuljettimien jne. ohjaamiseen.

Syöttöjännitteen taajuusmuuttajat on jaettu yksi- ja kolmivaiheisiin, mutta suunnittelultaan pyöriviin ja staattisiin sähkökoneisiin. Sähkökonemuuntimissa taajuusmuuttaja saadaan käyttämällä tavanomaisia ​​tai erikoissähkökoneita. V staattiset taajuusmuuttajat syöttövirran taajuuden muutos saadaan aikaan käyttämällä sähköisiä elementtejä, joilla ei ole liikettä.

Induktiomoottorin taajuusmuuttajapiiri

Taajuusmuuttajan lähtösignaali

Taajuusmuuttajat yksivaiheisiin verkkoihin voivat tarjota sähkökäyttöä tuotantolaitteisiin, joiden teho on jopa 7,5 kW. Nykyaikaisten yksivaiheisten muuntajien suunnittelun piirre on, että sisääntulossa on yksi vaihe, jonka jännite on 220 V, ja lähdössä on kolme vaihetta, joilla on sama jännitearvo, mikä mahdollistaa kolmivaiheisten sähkömoottorien kytkemisen laitteeseen ilman kondensaattoreita.

380 V kolmivaiheverkolla toimivia taajuusmuuttajia on saatavana tehoalueella 0,75 - 630 kW. Tehoarvosta riippuen laitteet valmistetaan polymeeriyhdistelmä- ja metallikoteloissa.

Induktiomoottoreiden suosituin ohjausstrategia on vektoriohjaus. Tällä hetkellä useimmat taajuusmuuttajat toteuttavat vektoriohjauksen tai jopa anturittoman vektoriohjauksen (tämä suuntaus löytyy taajuusmuuttajista, jotka alun perin toteuttavat skalaariohjauksen ja joissa ei ole nopeusanturin liittämistä).

Lähtökuorman tyypistä riippuen taajuusmuuttajat on jaettu toteutustyypin mukaan:

• pumppu- ja tuuletinkäytöille;

• yleiseen teollisuuden sähkökäyttöön;

• toimii osana ylikuormituksella toimivia sähkömoottoreita.

Tyypillisten kuormien mekaaniset ominaisuudet

Nykyaikaisilla taajuusmuuttajilla on monipuolinen joukko toiminnallisia ominaisuuksia, esimerkiksi niillä on manuaalinen ja automaattinen moottorin nopeuden ja pyörimissuunnan ohjaus sekä sisäänrakennettu potentiometri ohjauspaneelissa.Siinä on mahdollisuus säätää lähtötaajuusaluetta 0 - 800 Hz.

Muuntimet pystyvät automaattisesti ohjaamaan asynkronista moottoria oheisanturien signaalien mukaan ja käyttämään sähkökäyttöä tietyn ajoitusalgoritmin mukaan. Tukee automaattisia palautustoimintoja lyhytaikaisen sähkökatkon sattuessa. Suorita transienttiohjaus etäkonsolista ja suojaa sähkömoottoreita ylikuormitukselta.

Pyörimiskulmanopeuden ja syöttövirran taajuuden välinen suhde seuraa yhtälöstä

ωo = 2πe1/ p

Vakiosyöttöjännitteellä U1 ja taajuuden muutoksella oikosulkumoottorin magneettivuo muuttuu. Samanaikaisesti magneettijärjestelmän paremman käytön vuoksi virransyöttötaajuuden pienentyessä on tarpeen vähentää jännitettä suhteellisesti, muuten magnetointivirta ja teräksen häviöt kasvavat merkittävästi.

Vastaavasti syöttötaajuuden kasvaessa jännitteen on noustava suhteellisesti, jotta magneettivuo pysyy vakiona, koska muuten (vakioakselin vääntömomentilla) tämä aiheuttaa roottorin virran kasvun, ylikuormittaa sen käämeitä virralla ja pienentää maksimivääntömomenttia.

Järkevä jännitteensäätölaki riippuu vastusmomentin luonteesta.

Staattisen kuormituksen vakiohetkellä (Ms = const) jännitettä on säädettävä suhteessa sen taajuuteen U1 / f1 = const. Puhaltimen kuorman luonteen mukaan suhde on muotoa U1 / f21 = vakio.

Kuorman vääntömomentilla kääntäen verrannollinen nopeuteen U1 /√f1 = vakio.

Alla olevissa kuvissa on yksinkertaistettu kytkentäkaavio ja mekaaniset ominaisuudet oikosulkumoottorista, jossa on kulmanopeuden taajuussäätö.

Taajuusmuuttajan kytkentäkaavio asynkroniseen moottoriin

Ominaisuudet kuormalle, jolla on vakio staattinen vastusmomentti

NSF-ominaisuudet tuulettimen lataamiseen

Staattisen kuormituksen vääntömomentin ominaisuudet kääntäen verrannollinen pyörimiskulmanopeuteen

Asynkronisen moottorin nopeuden taajuussäätö mahdollistaa pyörimisen kulmanopeuden muuttamisen välillä — 20 … 30 - 1. Asynkronisen moottorin nopeuden säätö alaspäin päämoottorista tapahtuu käytännössä nollaan.

Syöttöverkon taajuuden muuttuessa asynkronisen moottorin pyörimisnopeuden yläraja riippuu sen mekaanisista ominaisuuksista, varsinkin kun nimellinen asynkroninen moottori toimii paremmilla energiaominaisuuksilla kuin alemmilla taajuuksilla. Siksi, jos käyttöjärjestelmässä käytetään vaihteistoa, tämä moottorin taajuudensäätö on suoritettava paitsi alaspäin, myös ylös nimellispisteestä, maksimi sallittuun pyörimisnopeuteen asti mekaanisen lujuuden olosuhteissa. roottori.

Kun moottorin nopeus nousee passissa ilmoitetun arvon yläpuolelle, virtalähteen taajuus ei saa ylittää nimellisarvoa enempää kuin 1,5-2 kertaa.

Taajuusmenetelmä on lupaavimpi oikosulkumoottorin säätelyssä. Tehohäviöt tällaisella säädöllä ovat pieniä, koska niihin ei liity tehon nousua liukastumassa… Tuloksena olevat mekaaniset ominaisuudet ovat erittäin jäykkiä.