3 Выбор систем электропривода

В настоящее времени определился круг систем регулируемого электропривода, которые получили наибольшее распространения и будут использоваться в ближайшие десятилетия [4]:

- двигатель постоянного тока с питанием от тиристорного или транзисторного преобразователя – ТП-ДПТ;

- асинхронный вентильный каскад на базе асинхронного двигателя с фазным

ротором и тиристорного преобразователя – АВК;

- короткозамкнутый асинхронный двигатель с питанием от

полупроводникового преобразователя частоты – ПЧ-АД;

- вентильный двигатель (бесщеточный двигатель постоянного тока с

полупроводниковым коммутатором) на базе синхронной машины – ВД.

Асинхронный электропривод с частотным регулированием скорости

Возможность частотного регулирования скорости асинхронного двигателя – регулирование путем изменения частоты питающего напряжения – вытекает из того обстоятельства, что скорость вращения электромагнитного поля статора пропорциональна частоте питающего напряжения ₀=2*₁/p_n.

Следует также учесть, что поскольку с изменением частоты питающего напряжения изменяется и величина потока двигателя Ф₁, Ф₁=Е₁/k₁=U₁/k₁, то в большинстве случаев одновременно с изменением частоты питающего

напряжения необходимо регулировать и его величину, причем регулирование

напряжения следует производить таким образом, чтобы скольжение двигателя было минимальным.

Для реализации способа частотного регулирования асинхронный короткозамкнутый двигатель включается в питающую сеть через преобразователь частоты . В качестве преобразователей частоты в настоящее время используются, в основном, силовые полупроводниковые преобразователи.

Способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя

Как правило, центробежные насосы оснащаются асинхронными двигателями. Асинхронные двигатели являются наиболее массовыми электрическими двигателями, эти двигатели выпускаются мощностью от 0,1 кВт до нескольких тысяч кВт и находят применение во всех отраслях хозяйства[4].

Основным достоинством является простота его конструкции и невысокая стоимость. Однако по принципу действия асинхронные двигатели в обычной схеме включения не допускают регулирования скорости его вращения.

Рассмотрим возможные способы регулирования скорости асинхронного двигателя.

(3.1)

Из формулы (3.1) возможны два способа регулирования скорости: регулирование скорости вращения поля статора и регулирование скольжения при постоянной ω₀.

Регулирование скорости вращения поля статора возможно двумя способами:

- изменение частоты питающего напряжения посредством преобразователя

частоты, включенных в цепь статора двигателя;

- путем изменением числа пар полюсов двигателя.

Регулирование скольжение двигателя при ω₀ = const возможно путем изменения величины напряжения статора:

- введением в цепь ротора добавочных сопротивлений (реостатное

регулирование) для асинхронного двигателя с фазным ротором;

- изменение частоты вращения за счет изменения напряжения подводимое к обмотке статора.

Реостатный способ регулирования асинхронных двигателей с фазным ротором.

Осуществляется за счет изменения скольжения при изменении активного сопротивления в цепи обмотки ротора. Для этого в цепь обмотки ротора асинхронного двигателя с фазным ротором включают регулировочный реостат, при увеличении сопротивления регулировочного реостата изменяется величина критического скольжения, изменяется жесткость механической характеристики, падает скольжение в рабочем режиме.Данный способ применяется для регулирования частоты вращения в небольшом диапазоне.

пособе регулирования

Регулирование за счет изменения напряжения подводимого к обмотке ротора.

При изменении напряжения пропорционально ему меняется электромагнитный момент, жесткость характеристики уменьшается. Жесткость характеристики падает, что приводит к изменению рабочего скольжения.

Данный способ применяется, когда имеется источник регулирующего напряжения. Диапазон регулирования небольшой. Например, можно только уменьшать вниз от номинального значения при этом уменьшится перегрузочная способность.

Недостаток данного способа – невысокий к.п.д., определяемый большими потерями энергии скольжения.