5.2. Регулювання швидкості асинхронних двигунів
Регулювання швидкості зміною напруги живлення обмотки статора досягається за допомогою тиристорного регулятора напруги з фазо-імпульсним керуванням семісторів. Змінюючи кут керування семісторів, можна плавно регулювати діюче значення напруги. За такого керування критичний момент зменшується пропорційно квадрату пониження напруги:
. (5.7)
К Рис.5.4. Механічні характеристики для різних напруг (Uн>U1>U2)
Регулювання швидкості асинхронних двигунів зміною числа
пар полюсів слідує із залежності
. (5.8)
Оскільки число пар полюсів може бути тільки цілим числом, то регулювання буде ступінчастим, зазвичай, у відношенні 2 : 1. Таке регулювання можливе лише двигунів з короткозамкненим ротором, де переключення числа полюсів обмотки статора призводить до автоматичної зміни числа полюсів обмотки ротора. Цього не відбу-вається у двигуні з фазним ротором. Тому регулювати їх швидкість таким способом не можна.
а б
Рис.5.5. Схеми переключення обмоток статора (а) і механічні характеристики (б)
Для здійснення переключення фазні обмотки розділяють на дві напівобмотки (рис.5.5,а). Їх з’єднують так, щоб збільшити число вдвоє і при цьому не змінився напрям обертання двигуна.
В залежності до потреб виробничих механізмів переключення виконують аби момент двигуна був сталим , аби ста-лою була потужність .
Якщо потрібно мати чотири швидкості, то у статорі розміщують дві обмотки, кожну з яких ділять на папівобмотки. У цьому випадку діапазон регулювання може складати 6 : 1 (3000 : 500 об/хв.). Регу-лювання переключенням числа пар полюсів є економічним і широ-ко використовується там, де потрібне ступінчасте регулювання (металообробні верстати, вентилятори, помпи та інші виробничі механізми). Недолік – велика кількість силової комутуючої апаратури.
Регулювання швидкості зміною частоти напруги живлення слі-дує з формули (5.8). Але одночасно із зміною частоти необхідно змінювати й напругу, бо напруга . Отже, зміна частоти за умови призведе до відповідної зміни магнітного потоку. Так, за зменшення зростає потік , насичується сталь статора і як наслідок – різко зростає струм і двигун перегрівається. Коли збільшувати проти частоти живлення, то потік зменшується, що призводить до зменшення допустимого моменту. Тому з метою повного використання асинхронного двигуна необхідно підтримувати певне співвідношення між частотою і напругою з врахуванням залежності моменту опору виробничого механізму від швидкості.
Наближено це співвідношення знаходять, знехтувавши активним опором обмотки статора . Тоді критичний момент буде визначатись за формулою
, (5.9)
де – індуктивний опір короткого зами-кання; – стала величина.
Двигун за моментом буде використовуватись повністю, якщо для будь-якої частоти
(5.10)
буде величиною сталою.
В (5.10) – механічна характеристика виробничого меха-нізму; – фазна напруга, яка відповідає частоті .
З (5.10) слідує, що для будь-яких двох значень частот і за частотного регулювання повинно зберігатися співвідношення:
. (5.11)
Прийнявши один із режимів за номінальний , і , матимемо
. (5.12)
Рівняння (5.12) встановлює співвідношення між частотою, напругою живлення і характером навантаження. Для основних видів навантаження залежність (5.12) матиме такий вид:
для . Підставивши в (5.12) , одержимо
; (5.13)
для маємо за умови . Звідки
; (5.14)
для вентиляторної характеристики за умови мати-мемо . Звідки закон регу-лювання напруги і частоти
. (5.15)
Згідно до законів регулювання (5.13), (5.14) і (5.15) на рис.5.6 наведено механічні характеристики для частот більших і менших від номінальної.
Рис.5.6. Механічні характеристики при різних законах частотного керування
- Основи електропривода
- Класифікація електроприводів. Механічні характеристики
- 1.1. Загальні положення
- 1.2. Класифікація електроприводів
- 1.3. Приведення моментів і сил опору, моментів інерції і
- 1.4. Механічні характеристики виробничих механізмів і
- 1.5. Усталені режими
- Часові та частотні характеристики електропривода
- 2.1. Рівняння руху електропривода
- 2.2. Час прискорення і сповільнення електропривода
- 2.3. Оптимальне передаточне число
- 2.4. Часові та частотні характеристики одномасової системи
- 2.5. Часові та частотні характеристики двомасової системи
- Регулювання швидкості двигунів постійного струму
- 3.1. Регулювання кутової швидкості двигунів постійного
- Струму незалежного збудження
- 3.2. Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження
- 3.3. Гальмівні режими двигунів постійного струму
- 3.4 Часові характеристики двигунів постійного струму незалежного збудження
- 3.5. Частотні характеристики
- Перетворювачі напруги електроприводів постійного струму
- 4.1. Тиристорні керовані випрямлячі
- 4.2. Системи імпульсно-фазового керування
- 4.3. Імпульсні перетворювачі постійної напруги
- Регулювання кутової швидкості двигунів змінного струму
- 5.1. Механічні характеристики асинхронних двигунів
- 5.2. Регулювання швидкості асинхронних двигунів
- 5.3. Перетворювачі частоти
- 5.4. Регулювання швидкості синхронних двигунів
- Тики синхронного двигуна
- 5.5. Гальмівні режими двигунів змінного струму
- Методи розрахунку потужності електроприводів
- 6.1. Втрати енергії в електроприводах
- 6.2. Нагрівання і охолодження двигунів
- 6.3. Режими роботи і навантажувальні діаграми
- 6.4. Розрахунок потужності електродвигунів
- Системи керування електроприводами
- Релейно-контакторні системи керування електроприводами
- 7.1. Загальні положення
- 7.2. Структура релейно-контакторних систем керування
- 7.3. Принципові схеми ркск
- Дискретні логічні системи керування рухом електроприводів
- 8.1 Загальна характеристика длск
- 8.2. Методи синтезу длск
- 8.3. Математичний опис длск
- 8.4. Способи реалізації длск
- Система керування швидкістю електроприводів постійного струму з сумуючим підсилювачем
- 9.1. Загальні положення
- 9.2. Формування динамічних характеристик
- 9.3. Обмеження моменту електропривода
- Система керування електроприводом з підпорядкованим регулюванням
- 10.1. Структурна схема системи підпорядкованого
- Регулювання
- 10.2. Технічна реалізація системи з підпорядкованим регулюванням
- 10.3. Обмеження струму в системі підпорядкованого регулювання
- Системи керування швидкістю асинхронного електропривода
- 11.1. Регулювання швидкості напругою живлення
- 11.2. Плавний пуск асинхронних двигунів зміною напруги живлення
- 11.3. Система скалярного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода
- 11.4. Системи векторного керування частотно-регульованого електропривода
- 11.5. Пряме керування моментом асинхронного двигуна
- Енергозберігаючий асинхронний електропривод
- 12.1. Загальні положення
- 12.2. Втрати електроенергії в усталених режимах
- 12.3. Оптимізація енергоспоживання в перехідних процесах
- 12.4. Економічна ефективність частотно-регульованого електропривода
- Частотне керування синхронними електроприводами
- 13.1. Стратегії керування
- 13.2. Вентильний двигун
- 13.3. Система автоматичного керування моменту сд зміною магнітного потоку ротора
- 13.4. Стратегії керування сд зі збудженням від постійних магнітів
- Адаптивні системи керування електроприводами
- 14.1. Загальні положення
- 14.2. Безпошукова адаптивна система керування з еталонною
- 14.3. Безпошукова адаптивна система керування зі спостережним пристроєм
- 14.4. Фаззі-керування електроприводами
- 14.5. Фаззі-керування гальмуванням візка мостового
- Слідкуючий електропривод
- 15.1. Загальна характеристика
- 15.2. Безперервні системи керування слідкуючим
- 15.3. Динамічні показники слідкуючого електропривода
- Цифрові системи керування електроприводами
- 16.1. Структура електропривода з цифровою системою
- Керування
- 16.2. Розрахункові моделі ацп і цап
- 16.3. Дискретні передавальні функції і структурні схеми
- 16.4. Синтез цифрового регулятора і його реалізація
- Список літератури
- Предметний покажчик
- Рецензія