Sähkökoneiden kaskadikytkentä
Sähkökoneiden kaskadijärjestelmä on järjestelmä oikosulkumoottorin pyörimisnopeuden tasaiseksi säätämiseksi tuomalla sen roottoripiiriin ulkoinen emf, joka on suunnattu linjassa roottorin emf:n kanssa tai sitä vastapäätä ja taajuudella, joka on yhtä suuri kuin roottorin taajuus.
Tällaista konekytkintä käytettiin aiemmin usein säätämään keski- ja suuritehoisten irreversiibelien sähkökäyttöjen asynkronisten moottoreiden nopeutta, esimerkiksi irreversiibelille telamyllylle, suurille tuulettimille, kaivospuhaltimille, keskipakopumpuille jne.
Kaikki sähkökoneiden kaskadiliitännät voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: laitokset, joilla on vakioteho P = const ja laitokset, joilla on vakiomomentti M = const.
Vakiotehoisille asennuksille on ominaista se, että yksi asynkronisen päämoottorin kaskadissa olevista koneista on mekaanisesti niveltetty tämän moottorin akseliin (kuva 1, a). Pylväsasennuksissa tällaista mekaanista liitäntää ei ole, ja yhden lisäkoneen sijasta tulee käyttää vähintään kahta konetta (kuva 1, b). Yksi näistä koneista on DC- tai AC-keräin.
Riisi. 1. Kaaviokaaviot kaskadiasennuksista: a — vakioteho (P = const), b — vakio vääntömomentti (M = const).
Induktiomoottorin ja DC-koneen kaskadiasennuksen luomiseksi on tarpeen sisällyttää slip-to-DC-energiamuunnin oikosulkumoottorin roottorin ja DC-koneen ankkurin väliin.
Kaskadi muuttuu myös muuntimen tyypin mukaan. Periaatteessa mikä tahansa kaskadin muutos voidaan suorittaa sekä kaavion P = const että kaavion M = const mukaisesti.
Yksiankkurimuunninkaskadissa (kuva 2) nopeudensäätö muuntimen käyttöolosuhteiden mukaan on rajoitettu alueelle 5 - 45 %.
Riisi. 2. Kaavio oikosulkumoottorin kaskadista ja tasavirtakoneesta yksiankkurimuuntimella (P = const).
Energian virtaussuunta kuvassa. 1, a ja b ja kuvassa Kuva 2 on esitetty oikosulkumoottorin nopeuden säätöä varten subsynkronisella vyöhykkeellä, kun apukeräinkone toimii moottoritilassa. Liukuenergia välittyy akselille tai rainalle.
Säädettävän asynkronisen moottorin käyttö, jonka nopeus on suurempi kuin synkroninen, on mahdollista vain kaksinkertaisella teholähteellä: staattorin sivulla ja roottorin sivulla (kuva 1, b). Tässä tapauksessa muunnin toimii generaattoritilassa.
Tuulitunnelituulettimet ovat tehokkaimpia mekanismeja, jotka vaativat sähkökäyttöä laajalla nopeudensäädöllä. Jotkut tuulitunnelit vaativat 20 000, 40 000 kW sähköisiä puhallinkäyttöjä, joiden nopeudensäätö on välillä 1:8 - 1:10 ja asetetun nopeuden ylläpitäminen prosentin murto-osien tarkkuudella.Yksi ratkaisu tähän ongelmaan oli sähkökoneiden kaskadikytkentä.
Ohjattavan laitteen suuri teho ja oikosulkumoottorin roottoritaajuuden laaja vaihtelualue teki mahdottomaksi käyttää yksiankkurimuunninta tai generaattori-moottorijärjestelmää, koska tasavirtakonetta ei voida täyttää teholla. yhdessä ankkurissa yli 7000 kW. Tällaisissa asennuksissa muuntimena käytetään kahden koneen yksikköä, joka koostuu synkronisesta moottorista ja tasavirtageneraattorista (kuva 3).
Kaskadikaavio oikosulkumoottorista ja DC-koneesta, jossa on moottori-generaattori-muunnin
Kaskadi koostuu pääasiallisesta säädettävänopeuksisesta oikosulkumoottorista, jossa on kierretty roottori, säädettävänopeuksisesta yksiköstä, vakionopeusyksiköstä. Nopeuden säätö tapahtuu vaihtamalla viritystä.