Способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 20Следующая ⇒

Регулирование изменением скольжения выполняют изменением сопротивления R_р регулировочного реостата в цепи ротора (для двигателей с фазным ротором) либо изменением напряжения статора. Способы введения сопротивления R_д = R_р в цепь ротора такие же, как и в разделе «Пуск», с той разницей, что регулировочный реостат R_р в отличие от пускового R_п находится в работе продолжительное время и рассчитывается на большие тепловые перегрузки. Недостатки данного способа: 1) низкая экономичность из-за потерь в реостате R_р; 2) снижение жесткости механических характеристик; 3) частоту вращения можно регулировать только в сторону понижения.

Для изменения напряжения статора наибольшее распространение получили тиристорные регуляторы напряжения (ТРН). Трехфазный ТРН (рис. 22.10, а) содержит в каждой фазе два тиристора, включенных встречно-параллельно, что обеспечивает использование обоих полупериодов питающей сети.

Рис. 22.10. Система ТРН – АД: а – схема; б – кривые напряжения U_α;
в – механические характеристики

Работа тиристоров управляется системой импульсно-фазового управления (СИФУ), формирующей импульсы управления U_α на управляющие электроды тиристоров. Угол управления α (рис. 22.10, б) зависит от внешнего сигнала U_у и может изменяться от 0 до 180°.

Напряжение, подаваемое на статор, несинусоидально, но наибольшее влияние оказывает его первая гармоника, амплитуда которой тем больше, чем меньше угол α. Изменение напряжения на статоре не изменяет скорости холостого хода и критического скольжения s_К, но изменяет величину критического момента М_max(рис.29.10, в), пропорционального U²_α.

Из рис. 22.10, в видно, что уменьшение U_α дает небольшой диапазон регулирования скорости и резкое снижение перегрузочной способности АД. Поэтому разомкнутая система на рис. 22.10, а используется в основном для управления ускорением АД и ограничения тока в переходных режимах, а также при пуске и торможении.

Замкнутая система ТРН – АД содержит тахогенератор BR постоянного тока и потенциометр R (рис. 22.11, а). Напряжение U_BR тахогенератора пропорционально частоте вращения U_BR = kn, т. е. BR – датчик частоты вращения n. Задающее напряжение U_з изменяется движком R. На вход СИФУ подается разностное напряжение U_С = U_з – U_BR = U_з –
– kn.

Пунктиром на рис. 22.11, б показаны характеристики разомкнутой системы для некоторых углов управления α₁, α₂. Пусть при U_з = U_з2 АД работал в точке 1, соответствующей α = α₂, и момент нагрузки на валу увеличился. Тогда начнется снижение угловой скорости АД и увеличение напряжения U_С. Рост U_С вызывает уменьшение угла α, т. е. рост напряжения на статоре. При некотором α = α₁ достигается равновесие моментов М = М_С (точке 2), но частота вращения n снизится незначительно (рис. 22.11, б).

Таким образом, механические характеристики замкнутой системы стали жесткими (сплошные линии на рис. 22.11, б). В замкнутой системе выходная величина (частота n) влияет на входную (напряжение статора), т. е. существует отрицательная обратная связь по скорости. Замкнутая система позволяет автоматически поддерживать заданную частоту вращения, причем частота n может регулироваться напряжением U_з.

Рис. 22.11. Замкнутая система ТРН – АД: а – схем;б – ха рактеристики

33 Способы пуска, реверс асинхронных двигателей.

Пуск двигателя начинается при скольжении s = 1, при этом ЭДС E_2s = sE₂ максимальна, а сопротивление R_2Σ/s минимально. Поэтому пуск сопровождается резким скачком токов ротора и статора. Важным показателем является длительность пуска, зависящая от степени превышения вращающего момента над моментом сопротивления. Необходимым условием пуска является М_п > М_С в начальный момент.

Прямой пуск состоит в непосредственном подключении обмоток статора к сети и осуществляется с помощью полупроводникового или магнитного пускателя. Его применяют для АД с короткозамкнутым ротором. Кратность пускового тока I_п/I_ном высока и составляет 5¸7, однако из-за относительно быстрого пуска обмотки не успевают перегреться. Недостатком прямого пуска является то, что пусковой момент М_п относительно низок и не всегда возможен пуск АД под нагрузкой. Другой недостаток – большой бросок пускового тока вызывает снижение напряжения сети (при малой ее мощности). Поэтому мощность АД при прямом пуске ограничивается мощностью распределительной сети и обычно не превышает 50 кВт.
Пуск при пониженном напряжениистатора применяют для мощных АД с короткозамкнутым ротором, а также для АД средней мощности в маломощных сетях. Понижение напряжения на статоре может достигаться следующими способами: а) включением в цепь статора на время пуска добавочных сопротивлений Z_д (рис. 22.1, а), например катушек индуктивности (реакторов) или реостатов (что хуже из-за дополнительных потерь);

Рис. 22.1. Включение в цепь статора Z_д (а); переключение обмоток по схеме – (б)

б) переключением на время пуска статорных обмоток с рабочей схемы на пусковую схему (рис. 22.1, б); в) подключением двигателя к сети через понижающий трансформатор (но это дороже).

Пуск включением в цепь статора добавочных сопротивлений осуществляется следующим образом (рис. 22.1, а). Перед пуском контакты выключателя QF1 (пускателя) размыкают, затем подключают АД к сети. После разгона АД контакты QF1 замыкают. При пуске часть напряжения сети падает на сопротивлениях Z_д, что снижает напряжение и ток статорных обмоток.

Пуск переключением обмоток по схеме – (рис. 22.2, б) начинается по искусственной характеристике . При достижении точки а₁ статорные обмотки переключаются в рабочее положение (переключатель QF1 на рис. 22.2, б переводится в верхнее положение). Это соответствует горизонтальному скачку из а₁ в точку а₂, далее изображающая точка движется по естественной характеристике в точке а₃. Этот способ дает снижение напряжения и тока статорных обмоток в раз и линейного тока в 3 раза. Пусковой момент снижается в 3 раза (момент пропорционален квадрату U_1ф), критическое скольжение сохраняется (рис. 22.2).

Недостатком способов пуска при пониженном напряжении является снижение пускового и максимального моментов, которые пропорциональны квадрату фазного напряжения. Поэтому эти способы применяют при малом пусковом моменте нагрузки М_С на валу.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 618; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!