Induktiomoottorin nopeuden säätö

Yleisimmät ovat seuraavat asynkronisen moottorin nopeuden säätötavat: roottoripiirin lisäresistanssin muutos, staattorin käämitykseen syötettävän jännitteen muutos, syöttöjännitteen taajuuden muutos sekä napojen lukumäärän vaihtamisena.

Induktiomoottorin nopeuden säätö asettamalla vastukset roottoripiiriin

Johdanto vastukset roottoripiirissä johtaa tehohäviöiden lisääntymiseen ja moottorin roottorin nopeuden laskuun luiston lisääntymisen vuoksi, koska n = nО (1 - s).

Kuva. Kuviosta 1 seuraa, että kun vastus roottoripiirissä kasvaa samalla vääntömomentilla, moottorin nopeus laskee.

Kovuus mekaaniset ominaisuudet pienenee merkittävästi pyörimisnopeuden pienentyessä, mikä rajoittaa säätöalueen arvoon (2 - 3): 1. Tämän menetelmän haittana ovat merkittävät energiahäviöt, jotka ovat verrannollisia luistoon. Tällainen säätö on mahdollista vain roottorin moottori. 

Induktiomoottorin pyörimisnopeuden säätö muuttamalla staattorin jännitettä

Asynkronisen moottorin staattorikäämiin syötetyn jännitteen muutoksen avulla voit säätää nopeutta suhteellisen yksinkertaisilla teknisillä keinoilla ja ohjausjärjestelmillä. Tätä varten jännitesäädin on kytketty vaihtovirtaverkon, jolla on vakiojännite U1nom, ja sähkömoottorin staattorin väliin.

Kun säädät nopeutta asynkroninen moottori staattorikäämitykseen syötetyn jännitteen muutos, asynkronisen moottorin kriittinen momentti Mcr vaihtelee suhteessa Uret-moottoriin syötetyn jännitteen neliöön (kuva 3) ja Uregin jättämä ei riipu.

Riisi. 1. Kierretyllä roottorilla varustetun oikosulkumoottorin mekaaniset ominaisuudet roottoripiiriin sisältyvien vastusten eri vastuksilla

Riisi. 2. Kaavio oikosulkumoottorin nopeuden säätämiseksi staattorin jännitettä muuttamalla

Riisi. 3. Oikosulkumoottorin mekaaniset ominaisuudet, kun staattorin käämiin syötettyä jännitettä muutetaan

Jos käytettävän koneen vastusmomentti on suurempi sähkömoottorin käynnistysmomentti (Ms> Mstart), silloin moottori ei pyöri, joten se on käynnistettävä nimellisjännitteellä Unom tai tyhjäkäynnillä.

Siten on mahdollista säätää oikosulkumoottoreiden pyörimisnopeutta vain puhallinmaisella kuormituksella. Lisäksi on käytettävä erityisiä korkean luiston moottoreita. Säätöalue on pieni, jopa nkr.

Jos haluat muuttaa jännitettä, käytä kolmivaiheiset automuuntajat ja tyristorijännitesäätimet.

Riisi. 4.Kaavio suljetun silmukan nopeudensäätöjärjestelmän tyristorijännitesäätimestä - oikosulkumoottori (TRN - IM)

Asynkronisen moottorin suljetun silmukan ohjaus, joka on valmistettu tyristorijännitteensäädinkaavion mukaisesti - sähkömoottorin avulla voit säätää asynkronisen moottorin nopeutta lisääntyneellä luistolla (tällaisia ​​moottoreita käytetään ilmanvaihtokoneissa).

Induktiomoottorin pyörimisnopeuden säätö muuttamalla syöttöjännitteen taajuutta

Koska staattorin magneettikentän pyörimistaajuus no = 60e/p, niin oikosulkumoottorin pyörimisnopeuden säätö voidaan suorittaa muuttamalla syöttöjännitteen taajuutta.

Taajuusmenetelmän periaate asynkronisen moottorin nopeuden säätämiseksi on siinä, että muuttamalla syöttöjännitteen taajuutta, lausekkeen mukaisesti vakiomäärällä napapareja p, kulmanopeutta voidaan muuttaa staattorin magneettikenttä.

Tämä menetelmä tarjoaa tasaisen nopeudensäädön laajalla alueella, ja mekaaniset ominaisuudet ovat erittäin jäykkiä.

Asynkronisten moottoreiden korkean energiatehokkuuden (tehokertoimet, hyötysuhde, ylikuormituskapasiteetti) saavuttamiseksi on tarpeen muuttaa syöttöjännitettä samanaikaisesti taajuuden kanssa. Jännityksen muutoksen laki riippuu kuormitusmomentin Ms luonteesta. Vakiomomenttikuormituksessa staattorin jännitettä on säädettävä suhteessa taajuuteen.

Kaavamainen kaavio taajuussähkökäytöstä on esitetty kuvassa. Kuviossa 5 on esitetty taajuusviritetyn IM:n mekaaniset ominaisuudet. 6.

Riisi. 5.Taajuusmuuttajan kaavio

Riisi. 6. Taajuussäädöllä varustetun asynkronisen moottorin mekaaniset ominaisuudet

Taajuuden f pienentyessä kriittinen momentti pienenee hieman pienten pyörimisnopeuksien alueella. Tämä johtuu staattorikäämin aktiivisen resistanssin vaikutuksen lisääntymisestä ja samanaikaisesti taajuuden ja jännitteen laskusta.

Taajuussäädön asynkronisen moottorin nopeus mahdollistaa nopeuden muuttamisen alueella (20 - 30): 1. Taajuusmenetelmä on lupaavin säätämään asynkronista moottoria, jossa on roottori oravahäkissä. Tehohäviöt tällä järjestelyllä ovat pieniä, koska liukumahäviöt ovat minimaaliset.

Nykyaikaisimmat taajuusmuuttajat, jotka on rakennettu kaksoismuunnoskaavion mukaan. Ne koostuvat seuraavista pääosista: DC-välipiiri (ohjaamaton tasasuuntaaja), pulssitehoinvertteri ja ohjausjärjestelmä.

Tasavirtapiiri koostuu ohjaamattomasta tasasuuntaajasta ja suodattimesta. Syöttöverkon vaihtojännite muunnetaan tasavirtajännitteeksi.

Kolmivaiheinen tehopulssiinvertteri sisältää kuusi transistorikytkintä. Jokainen moottorin käämi on kytketty vastaavan kytkimen kautta tasasuuntaajan plus- ja miinusnapoihin. Invertteri muuntaa tasasuuntaisen jännitteen halutun taajuuden ja amplitudin kolmivaiheiseksi vaihtojännitteeksi, joka syötetään sähkömoottorin staattorikäämiin.

Taajuusmuuttajan pääteasteessa tehokytkimiä käytetään kytkiminä. IGBT-transistorit… Tyristoreihin verrattuna niillä on korkeampi kytkentätaajuus, minkä ansiosta ne voivat tuottaa sinimuotoisen lähtösignaalin minimaalisella säröllä.Lähtötaajuuden säätö Ala- ja lähtöjännitteet toteutetaan korkeataajuuksilla pulssinleveysmodulaatio.

Oikosulkumoottorin napaparin kytkentänopeuden säätö

Porrastettu nopeudensäätö voidaan suorittaa erityisillä oravahäkki moninopeuksiset oikosulkumoottorit. 

Lausekkeesta no = 60e/ p seuraa, että kun napaparien lukumäärä p muuttuu, saadaan staattorin magneettikentälle mekaanisia ominaisuuksia eri pyörimisnopeuksilla. Koska p:n arvo määräytyy kokonaislukujen avulla, siirtyminen ominaisuudesta toiseen on säätöprosessissa vaiheittainen.

On kaksi tapaa muuttaa napaparien määrää. Ensimmäisessä tapauksessa staattorin koloihin asetetaan kaksi käämiä, joissa on eri napojen lukumäärä. Nopeuden muuttuessa toinen käämeistä kytketään verkkoon, toisessa tapauksessa kunkin vaiheen käämitys koostuu kahdesta osasta, jotka on kytketty rinnan tai sarjaan. Tässä tapauksessa napaparien lukumäärä muuttuu kertoimella kaksi.

Riisi. 7. Kaaviot asynkronisen moottorin käämien kytkemiseksi: a — yhdestä tähdestä kaksoistähdeksi; b - kolmiosta kaksoistähteeksi

Nopeuden säätö muuttamalla napaparien määrää on taloudellista ja mekaaniset ominaisuudet säilyttävät jäykkyyden. Tämän menetelmän haittana on oravahäkkiroottorin oikosulkumoottorin nopeuden muutoksen askelmainen luonne. Kaksinopeuksisia moottoreita on saatavana 4/2, 8/4, 12/6 napoilla. 12/8/6/4-napaisessa nelinopeuksisessa sähkömoottorissa on kaksi kytkentäkäämiä.

Käytetyt materiaalit kirjasta Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Maatalousyritysten sähkölaitteet.