В много случаи трифазните асинхронни двигатели се използват за задвижвания, които не изискват контрол на скоростта. Но асинхронните двигатели имат ценни предимства: надеждност, ниска цена, прост дизайн, висока ефективност и относително ниско тегло. Поради тези причини е естествено да се опитате да ги приложите и към задвижвания с променлива скорост.
Имаме нужда от по-конкретна информация за това какъв е желаният от вас краен резултат. марка; Има няколко начина да ускорите трифазен двигател. По-малко инвазивно средство би било да се добави задвижване с променлива честота, понякога наричано скоростен преобразувател. Имайте предвид, че с увеличаване на скоростта въртящият момент намалява, ако превишите номиналната скорост на двигателя. Ще се радваме да ви помогнем да определите кой от тези подходи е най-подходящ за вашето приложение. Ако вашият двигател има центробежен превключвател в стартовата верига, не можете да увеличите много скоростта на двигателя.
- Това е доста общ въпрос.
- Ако се нуждаеш Допълнителна информация, Моля, обадете ни се.
За контролиране на скоростта на асинхронни двигатели с ротор с катерица обикновено се използва методът за управление на честотата, който е плавен контрол на скоростта магнитно полечрез регулиране на честотата на тока в намотките на статора и метода за промяна на броя на двойките полюси на въртящо се магнитно поле, при което честотата на въртене на магнитното поле се променя рязко.
Проблемът ще бъде ли в това, че електродвигателят работи много ниско при 300rpm? Дори надморската височина, на която работите с двигателя, има значение, тъй като въздухът на по-висока надморска височина е с по-малка плътност и следователно не осигурява същия охлаждащ ефект. В планински райони може да се наложи да се намали натоварването дори при пълна скорост, за да се осигури достатъчно охлаждане на двигателя. Спецификата на вашето приложение най-вероятно ще изисква използването на високоефективен двигател и вентилатор с постоянна скорост. Цената на допълнителен вентилатор ще зависи от размера на рамката на двигателя и може дори да изисква известно производство, за да разберете как да го монтирате. Благодаря за всеки съвет, който можете да ми дадете!
За управление на скоростта на въртене на асинхронни двигатели с фазов ротор се използва методът на реостатно управление, което е плавно управление на приплъзването на ротора чрез промяна на активното съпротивление на неговите фазови намотки.
Регулиране на честотата. Най-обещаващият метод за контрол на скоростта асинхронен двигателе регулиране на честотата на променлив ток на статорадвигател. Ъглова скорост на въртящото се поле n = 2 f/r. Следователно, когато текущата честота f се променя, ъгловата скорост на полето се променя пропорционално. Въпреки това, когато се извършва честотен контрол на тока, трябва да се има предвид, че е необходим едновременен контрол на напрежението. Това се дължи на факта, че в съответствие с израз (14.10), ЕМП на фазата, а оттам и захранващото напрежение, са пропорционални на текущата честота и поток. Тъй като потокът трябва да остане един и същ във всички режими, напрежението трябва да бъде (без да се вземат предвид паданията на напрежението в машината) пропорционално на честотата. Освен това това е необходимо, така че когато скоростта на двигателя се промени, неговият въртящ момент не се променя.
многоточков монофазен двигателвсъщност не е многоскоростен двигател, той е многоволтов двигател. Когато се използват кранове за навиване за увеличаване на съпротивлението на веригата, двигателят е отслабен и натоварването води до забавяне на двигателя. Премахнете товара и двигателят ще работи със същата скорост, независимо от избрания кран. Ако моторът се използва като двигател на вентилатор, може да се добави реостат към входната линия чрез добавяне на външно съпротивление и затихване на двигателя, за да се получи желаната скорост. Ако предпочитате конкретни скорости, а не диапазон от скорости, можете да добавите проби и мерки за въздушно съпротивление. Само имайте предвид, че ако натоварването ви се промени, скоростта ви също ще се промени. Можем ли да променим полюса на 3-фазен асинхронен двигател?
За да оценим естеството на зависимостта на въртящия момент от честотата на тока в намотките на статора и от напрежението върху него, ние пренебрегваме в уравнение (14.28) активното съпротивление на намотката на статора g lи индуктивни реактивни съпротивленияразсейване на намотките на статора x pac 1 и ротора x ras 2 и използвайте израза за честотата на приплъзване (14.13):
Mvr= = А,
Моля, кажете ми последствията. Да, можете да навиете отново намотката, за да промените магнитните полюси, но при това ще трябва да промените няколко други характеристики на намотката. За да увеличите броя на полюсите, трябва да промените обхвата, размера на проводника и оборотите на намотка, за да поддържате плътността на магнитния поток на задното желязо и зъба при нормални стандарти. Като поддържате същия брой обороти, вие отслабвате двигателя, намалявайки способността му да произвежда въртящ момент. Асинхронен двигател с ротор с катерицасъздава страхотен генератор, когато се движи над своята синхронна скорост.
където НО= конст.
Следователно, при промяна на честотата на тока, за да се поддържа постоянен въртящ момент, е необходимо пропорционално да се промени напрежението на статора; с други думи, условието за поддържане на постоянен въртящ момент на двигателя по време на управление на честотата ще бъде U 1 /f= конст. Ако регулирате честотата на тока и напрежението, като спазвате определеното условие, тогава механичните характеристики на двигателя ще останат твърди и максимален моментпочти независимо от честотата (намалява значително само при относително ниски честоти). В същото време мощността ще се промени пропорционално на честотата на тока, тъй като P 2 =М вр. Например, когато честотата на тока се намали с коефициент 2, мощността на двигателя на вала също намалява наполовина.
Същите характеристики, които правят този двигател желателен пред другите типове двигатели, правят индукционния генератор желателен пред другите типове генератори, а именно присъщата здравина на дизайна на рамката на катерица и простотата на системите за управление.
Индукционният двигател се превръща в генератор, когато е свързан към електрическата мрежа и след това се задвижва над неговата синхронна скорост от някакъв основен двигател. Първият двигател може да бъде турбина, двигател, вятърна мелница или нещо, което може да осигури въртящия момент и скоростта, необходими за задвижване на двигателя в състояние на свръхскорост.
Регулиране чрез промяна на броя на двойките полюси. Постепенната промяна на ъгловата скорост на асинхронен двигател в широк диапазон е осъществима с цената на усложняване и увеличаване на цената на дизайна на асинхронен двигател - това е регулиране чрез превключване на броя двойки полюси на двигателя.
При постоянна честота на мрежата ъгловата скорост на въртящото се поле зависи само от броя на двойките полюси на това поле, определени от намотката на статора. Ако на статора са поставени две отделни намотки - една формираща Рпара, а другата, формираща R"двойки полюси, тогава, като включим първата или втората намотка в мрежата, ще получим честотата на въртене на полето:
Производителността като генератор ще бъде малко по-различна от тази, използвана като двигател. Разликите може да са толкова малки, че да не могат да бъдат открити чрез конвенционалните методи за измерване на полето. Основното предимство на индукционния генератор е регулирането на честотата. Скоростта трябва да се контролира синхронен генератортака че честотата му да не се отклонява от линейната честота. Изходната честота и волтовете се контролират от енергийната система в индукционните генератори и не зависят от промените в скоростта.
N 1 \u003d 60f / p или n" 1 = 60f/p",Следователно,
n1/p" 1 =p"/p,
скоростите на ротора на двигателя също ще варират съответно. В този случай намотката на ротора на двигателя трябва да бъде направена като колело на катерица.
Броят на полюсите на намотките на статора в този случай е взаимно несвързан и може да бъде избран произволен, в зависимост от условията на работа на двигателя. Самото регулиране се свежда до рязка промяна на честотата на въртене на двигателното поле. Но скоростта на ротора не може да се промени рязко поради инерцията на цялата система за електрическо задвижване. Едва след превключване започва съответното изменение на скоростта на ротора.
Ефектът на саморегулиране минимизира сложността на системата за управление. Регулаторите на индукционния генератор са много подобни на тези, използвани за асинхронен двигател, с няколко изключения. В случай на загуба на електрически товар, въртящият момент на главния двигател бързо ще ускори системата до потенциално опасни скорости. За предотвратяване на опасни скорости е необходима спирачка, регулатор или дросел. Електрически ключтрябва да са оборудвани за ограничаване на тока късо съединение. В случай на повреда на късо съединение в електроенергийната система, генераторът доставя ток на повреда. Обикновено предпазители за ограничаване на тока. Въртящият момент на главния двигател трябва да бъде ограничен, за да се предотврати претоварването на генератора. Това управление може да е свързано с конструкцията на главния двигател или може да се основава на сигнали за обратна връзка от изхода на генератора. В краен случай главният двигател може да увеличи въртящия момент на генератора, причинявайки ускорена скорост. В някои случаи скоростта на главния двигател може да падне под синхронната скорост на генератора. Ако това се случи, генераторът ще бъде задвижван да управлява системата. Ако такава реакция не е желана, тогава захранването може да бъде прекъснато с реле за обръщане на мощността или може да се използва съединител срещу претоварване, за да позволи на двигателя да работи без натоварване. Системата трябва да е оборудвана с ограничител на скоростта. . Индукционен генератор може да се използва като двигател за ускоряване на системата до работна скорост или основен двигател може да се използва за осигуряване на ускорение.
За да покажем по-ясно този преходен процес, конструираме две механични характеристики асинхронна машинас променлив брой двойки полюси: една характеристика, съответстваща на Рдвойки полюси, а вторият p" = 1pдвойки полюси (съответно фиг. 14.31, аи б).Да приемем, че моментът на вала на двигателя остава постоянен, когато скоростта на полето се променя. С увеличаване на последното, т.е. с прехода от R"да се Рдвойки полюси, двигателят първо се озовава в условия, близки до стартови, и възниква токов удар.
В последния случай не е необходимо да се вземат предвид моментът на стартиране и токът в конструкцията на машината. Това позволява на дизайнера да получи максимална производителност при пълно натоварване. Индукционният генератор все повече се използва като средство за възстановяване на енергията, която иначе би била похабена. Генерираната енергия може да се консумира на място или да се продава на системата за комунални услуги, захранваща обекта. За да преобразува тази енергия в електрическа енергияизползват се вятърни и водни генератори.
Някои типични приложения на индукционните генератори. В случай на повреда на парата, генераторът може да се използва като двигател за задвижване на помпата. Освен това помпата ще предотврати прекомерна скорост на системата в случай на загуба на електрически товар. ВиК дружеството смята, че може да купува електроенергия на ниски цени през нощта и да продава електроенергия на висока цена в пиковия период през деня. Той изгражда ниски и високи резервоари за съхранение и инсталира няколко помпи. През нощта той изпомпва вода от ниския басейн към високия басейн, купувайки електричество от централата. По време на пиковите периоди водата тече обратно през помпите, задвижвайки двигателите като генератори. Енергията се продава на комунални услуги. Тази схема е толкова проста, че може да се управлява дистанционно. Вятърът духа постоянно между пустинята и планините на Калифорния. Предприемчив мъж създаде няколко кули с вятърни мелници, които управляват индукционни генератори чрез скоростни кутии. Енергията се генерира пропорционално на скоростта на вятъра и се продава на местна комунална компания. Безразборното използване на асинхронни двигатели като генератори трябва да се избягва. Възможно е конкретен двигател да не работи добре като генератор поради вътрешно магнитно насищане. Вътрешен стрескато генератор може да е по-високо, отколкото като двигател със същото клемно напрежение. Магнитните плътности в една машина се определят от напрежението в еквивалентната въздушна междина. Свърши се високо напрежениевъв въздушната междина може да доведе до прекомерно насищане на машината, както и до големи загуби в сърцевината и увеличени токове на намагнитване. Може да се предположи, че машината може да прегрее при много ниско натоварване. Ако асинхронен двигател се използва като генератор, тази информация трябва да бъде известна на проектанта, за да може той да направи подходящи отклонения в магнитните плътности. Индукционните двигатели обикновено се оценяват на 460 волта за използване в 480 волтова система. Индукционните генератори трябва да бъдат класифицирани за номинално напрежение на системата или малко по-високо, не по-ниско, тъй като сега генераторът е източникът на енергия, а не натоварването на електроенергийната система. Кондензаторите за коригиране на фактора на мощността могат да се използват за коригиране на фактора на мощността на генератор по същия начин, както при асинхронен двигател. Въпреки това, ако има вероятност генераторът да превиши скоростта, независимо дали е свързан към енергийната система или не, кондензаторите трябва да бъдат свързани към системата чрез отделен прекъсвач, така че когато прекъсвачът на генератора е отворен, кондензаторите да не да бъде свързан към генератора. При условия на превишена скорост кондензаторите могат да претоварят генератора и да причинят неконтролирано високо напрежение. Тези напрежения могат да унищожат изолационните системи на генератора и също могат да бъдат опасни за друго оборудване и персонал. Хартиената фабрика разполага със значителни запаси от налично гориво в кора и скрап. . Индукционните генератори са предназначени за специфични приложения, а не за обща употреба.
Но при преместване от Рда се R", т.е. с намаляване на честотата на въртене на полето, машината първо се озовава в условията на генераторен режим и работи, давайки енергия на мрежата.
Този режим понякога се използва за бързо и икономично спиране на задвижването.
Две отделни намотки се подават към статорите само за двигатели с ниска мощност; за двигатели с голяма мощност е по-целесъобразно да се превключват бобини от една и съща намотка, за да се получи различен брой двойки полюси. На фиг. 14.32 показва схемата на превключване трифазна намоткаот два до четири полюса. Превключването на намотката в съотношение, различно от 1:2, изисква по-сложна промяна на веригата и е по-рядко срещано.
Моля, свържете се с вашия местен дистрибутор или търговски представител, за да изпратите техническа заявка. Само тези, които познават разликите, вече могат да изберат правилния метод за управление, когато проектират задвижване - и по този начин да поддържат разходите възможно най-ниски.
При проектирането на електрическа задвижваща система е изключително важно да се определят изискванията за прецизност за контрол на приложението. Ако изискванията са прозрачни и посочени, задвижващата система може да бъде компилирана и настроена с необходимите компоненти. Основната цел е да се изберат правилните компоненти със специфични изисквания за качество на управлението по оптимизиран от гледна точка на разходите начин - това е единственият начин да се избегнат ненужни режийни разходи, ако например изискванията са оценени като твърде високи или твърде ниски.
В повечето случаи статорът на асинхронна машина се доставя с две независими намотки, всяка от които е превключена в съотношение 1: 2 или по друг начин. Така двигателят има четири степени на скорост, например 3000, > 1500, 1000 и 500 об./мин.
Реостатно регулиране. При трифазни асинхронни двигатели с фазов ротор се използва реостатичен метод за управление на скоростта на ротора. Това се постига чрез въвеждане на регулируем трифазен реостат във веригата на фазовите намотки на ротора, както при стартиране на двигателя (фиг. 14.24). Но този реостат трябва да бъде проектиран за дългосрочно натоварване от тока на ротора, а не за краткотрайно натоварване, като стартов реостат. Увеличаването на активното съпротивление на роторната верига променя характеристиката М(s) - прави го по-мек (виж фиг. 14.25). Ако при постоянен въртящ момент на вала на двигателя активното съпротивление на веригата на ротора се увеличава чрез постепенно увеличаване на съпротивлението на реостата (r p1< rp2< r р3), то рабочая точка будет смещаться с одной кривой Госпожица)към следващия, съответстващ на повишеното съпротивление на веригата на ротора (фиг. 14.25, точки 1-4), според което приплъзването ще се увеличи и следователно скоростта на двигателя ще намалее.
По този начин е възможно да се променя скоростта на ротора в диапазона от номинална до пълна спирачка. Но при този метод на регулиране относително големи загуби на енергия са неизбежни (вижте § 14.11). Сила на въртящо се поле R vr, pбез да се вземат предвид загубите на енергия в сърцевината на статора, тя се състои (виж фиг. 14.20) от загубите на мощност в проводниците на намотката на ротора (виж еквивалентната схема на фиг. 14.19);
R pr2 \u003d r "in2 (I" 2) 2
P fur \u003d r "в 2 (I" 2) 2.
Поведение
R pr 2 / R мех \u003d s / (l -s) \u003d (n 1 - n)/n
показва, че разделянето на механичната мощност намалява правопропорционално на намаляването на скоростта на ротора, като в същото време съотношението на загубите на мощност в активното съпротивление на роторната верига се увеличава съответно. Следователно, за да се намали скоростта на двигателя, например с 25%, е необходимо да се включи реостат в роторната верига с такова активно съпротивление, при което една четвърт от енергията на въртящото се магнитно поле ще бъде безполезно преобразувана в топлина. Недостатъкът на такова регулиране може да бъде и фактът, че включването на реостат в роторната верига прави механична характеристикадвигателят е по-мек, следователно намалява стабилността на скоростта му. Когато реостатът е включен, малки промени в натоварването на вала причиняват значителни промени в скоростта на двигателя.
Има позиции в електрическите инсталации, когато не можете да правите без DC двигател. Именно този електродвигател може да се регулира според скоростта на въртене на ротора, която се изисква в електрическите инсталации. Вярно е, че има много недостатъци и един от тях е бързото износване на четките, ако са инсталирани с кривина, а експлоатационният им живот е доста нисък. При износване се появява искрене, така че такъв двигател не може да се използва в експлозивни и прашни помещения. Плюс електрически мотор постоянен токструва скъпо. За да промените тази ситуация, използвайте асинхронен двигател и честотен регулатор за асинхронен двигател.
В почти всички отношения електродвигателите, работещи с променлив ток, превъзхождат аналозите на постоянен ток. Първо, те са по-надеждни. Второ, те имат по-малки размери и тегло. Трето, цената е по-ниска. Четвърто, те са по-лесни за работа и свързване.
Но те имат един недостатък - това е сложността на регулирането на скоростта. В този случай стандартните методи за управление на честотата на асинхронните двигатели няма да работят тук, а именно промяна на напрежението, настройка на съпротивлението и т.н. Честотното управление на асинхронен електродвигател беше проблем номер едно. Въпреки че теоретичната основа е известна от тридесетте години на миналия век. Всичко се свеждаше до разходите. честотен преобразувател. Всичко се промени, когато бяха изобретени микросхеми, с помощта на които чрез транзистори стана възможно да се сглоби честотен преобразувател с минимални разходи.
Регулаторен принцип
И така, начинът за управление на скоростта на асинхронен двигател се основава на една формула. Ето я долу.
ω=2πf/p, където
- ω е ъгловата скорост на въртене на статора;
- f е честотата на входното напрежение;
- p е броят на двойките полюси.
Тоест, оказва се, че е възможно да се промени скоростта на въртене на електродвигателя само чрез промяна на честотата на напрежението. Какво дава на практика? Първият е гладката работа на двигателя, особено при стартиране на оборудването, когато самият двигател работи при най-високи натоварвания. Второто е повишено приплъзване. Поради това ефективността се увеличава и загубата на мощностни характеристики намалява.
Структурата на честотния регулатор
Всички съвременни честотни преобразуватели са изградени на принципа на така нареченото двойно преобразуване. Това е, променлив токсе преобразува в DC чрез неконтролиран токоизправител и филтър. Освен това чрез импулсен инвертор (той е трифазен) се извършва обратното преобразуване на постоянен ток в променлив ток. Самият инвертор се състои от шест захранващи ключа (транзистор). И така, всяка намотка на електрическия двигател е свързана към определени ключове на токоизправителя (положителни или отрицателни). Инверторът променя честотата на напрежението, което се прилага към намотките на статора. Всъщност чрез него се извършва честотното регулиране на електродвигателя.
В това устройство силовите транзистори са инсталирани на изхода. Те действат като ключове. Ако ги сравним с тиристорите, трябва да се отбележи, че първите генерират сигнал под формата на синусоида. Именно тази форма създава минимално изкривяване.
Сега самият принцип на работа на честотния преобразувател. За да разберем това, предлагаме да разглобим фигурата по-долу.
И така, нека да преминем през картината, къде
- "B" е неконтролиран токоизправител от диоден тип.
- "AIN" е автономен инвертор.
- "SUI PWM" - система за контрол на ширината на импулса.
- "SAR" - автоматична система за управление.
- "Sv" - филтърен кондензатор.
- "Lv" - газ.
Диаграмата показва много ясно, че инверторът регулира честотата на напрежението благодарение на системата за управление на ширината на импулса (тя е високочестотна). Именно тази част от регулатора е отговорна за свързването на статорните намотки на електродвигателя последователно към положителния полюс на токоизправителя, след това към отрицателния. Честотата на свързване към полюсите се извършва по синусоидална крива. В този случай честотата на импулса се определя точно от честотата на ШИМ. Ето как работи регулирането на честотата.
