32.Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Если обратиться к формуле, связывающей частоту вращения ротора с частотой вращения поля и скольжением,ωr = ωп(1−S) = 60f/p* (1−S) ,

то из нее следует, что есть всего три варианта регулирования скорости: путем изменения частоты сети f, числа пар полюсов p и скольжения S.

• Наиболее перспективным способом регулирования частоты вращения асинхронного двигателя является частотный. Изменение частоты, подводимой к двигателю, осуществляется преобразователем частоты. При частотном регулировании изменяется синхронная частота вращения (частота вращения поля), а двигатель работает с небольшим скольжением. Регулирование экономичное, однако через преобразователь частоты проходит вся мощность и габариты преобразователя частоты превышают габариты двигателя. При преобразовании частоты и напряжения сети преобразователь частоты изменяет напряжение и частоту на выходе по закону V / f = const, что обеспечивает работу асинхронного двигателя при постоянном магнитном потоке.

• Как видно из формулы, изменяя число полюсов, можно изменять числа оборотов ротора. На этом принципе основана работа многоскоростных асинхронных электродвигателей, применяемых в металлорежущих станках, на элеваторах и транспортерах, в подъемных, крановых и насосных установках.

Двухскоростные электродвигатели можно разделить по кратности отношения скоростей на электродвигатели с отношением скоростей кратным и некратным двум. Первые почти всегда выполняют с одной обмоткой, которая переключается на разные числа полюсов, вторые - с двумя отдельными обмотками.

Многоскоростные электродвигатели могут быть выполнены на 3 или 4 скорости. Чтобы избежать сложных устройств для переключения обмотки ротора, многоскоростные двигатели выполняют с короткозамкнутым ротором.

• Наиболее простым способом, обеспечивающим плавное регулирование частоты вращения асинхронного двигателя, является изменение скольжения. Принципиальным недостатком этого способа регулирования частоты вращения является низкий КПД, так как потери в роторе пропорциональны скольжению. И какие бы ни предлагались варианты схем изменения скольжения, а их существуют десятки, в электромеханическом преобразователе энергии возможности преобразования в теплоту и в механическую мощность одинаковые.

33 Однофазные двигатели. Пуск двигателя

Однофазный асинхронный двигатель питается от сети единственной фазы (от двух проводов). Такой двигатель может быть выполнен с одной обмоткой на статоре, однако в этом случае он не имеет никакого стартового момента и должен быть пущен вручную. Такие двигатели применены очень редко. Для создания стартового момента двигатель получает, за исключением рабочей обмотки, вращающий момент от вспомогательной обмотки. Такие двигатели с расщепленным полюсом имеют маленький стартовый момент (10 % от стартового момента асинхронного двигателя с тремя фазами того же самого измерения) и применены в маленьких двигателях, где не требуется существенный стартовый момент.

В этом случае пусковая обмотка выполнена с числом катушек 60-100 % от рабочей (включение через стартовый конденсатор), или 35-60 % рабочего (включение через стартовый дроссель или сопротивление). Это позволяет увеличивать магнитный поток этой обмотка и этим стартовый момент. Плотность потока в пусковой обмотке принимают ввиду короткой продолжительности его включения, довольно высоко (в в 5-10 раз больше, чем в рабочей). Стартовый момент таких двигателей (при включении через стартовый конденсатор) не меньше, чем в трех фазах, и при включении вспомогательной обмотки через конденсатор и повышающий трансформатор (стартовые моменты даже могут быть получены больше, чем в нормальном двигателе с тремя фазами того же самого измерения. Сопротивление дает стартовые моменты 25 - 35 % стартового момента двигателя с тремя фазами.

Двигатели со вспомогательной обмоткой, включенным только в течение периода запуска, хотя имеют дополнительный стартовый момент, но также имеют ухудшенные параметры в эксплуатационных режимах. Мощность их составляет в среднем 40-50 % мощности двигателя с тремя фазами того же самого габарита. Лучшие параметры имеют двигатели со вспомогательными обмотками, постоянно включенными через конденсатор. Их мощность достигает 70 % и больше от мощности соответствующего двигателя с тремя фазами. Стартовый момент таким образом уменьшается по сравнению с размерами, определенными выше для стартовой вспомогательной обмотки.

Число катушек вспомогательной обмотки принимают равным (0,8-1,2) к числу катушек рабочей катушки. Присутствие двух конденсаторов - один, включенный только в течение периода запуска, и второй, включаемый постоянно, позволяет получать однофазный асинхронный двигатель с высоким стартом и хорошими рабочими параметрами.