5.3. Регулювання швидкості електропривода

Використання того чи іншого способу регулювання швидко­сті електропривода в основному залежить від виду електро­двигуна, що використовується в ньому.

5.3.1. Регулювання швидкості електропривода з асинхронним двигуном із короткозамкненим ротором

Частота обертання ротора п (об/хв) асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором визначається за формулою:

n = (5.3)

де f₁ - частота напруги живлення, Гц;

р - кількість пар полюсів електродвигуна;

S - ковзання.

Згідно з виразом (5.3) швидкість асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором можна регулювати за допомогою трьох параметрів. Відповідно існують три способи регулювання:

1. Регулювання частоти напруги живлення (f₁). Як відо­мо, у нашій країні мережі змінного струму мають стандартну частоту f_HOM⁼ 50 Гц. Найчастіше для зміни частоти напруги живлення в електроприводах робочих машин використовують тиристорні перетворювачі частоти (ТПЧ). Вони дозволя­ють плавно змінювати частоту як у більшу, так і в меншу сторону від номінального значення, що зумовлює пропорцій­ну зміну частоти обертання вала електродвигуна (рис. 5.7а). Тому можливість плавного регулювання швидкості зміною частоти теоретично від нуля до номінальної швидкості і вище є перевагою цього способу регулювання.

Але цей спосіб має також ряд істотних недоліків:

• ТПЧ є досить складними пристроями, які за своїми масо- габаритними та ціновими параметрами перевищують ана­логічні параметри двигуна;

• асинхронний двигун із короткозамкненим ротором у ком­плексі «АД-ТПЧ» втрачає ряд своїх переваг, які були опи­сані в п. 4.2.1.

Тому перед прийняттям рішення про використання та­кого способу регулювання швидкості доцільно виконати техніко-економічний аналіз.

2. Регулювання за допомогою зміни кількості пар полю­сів (р) електродвигуна.

Промисловість випускає такі асинхронні електродвигуни серії 4А:

двошвидкісні із синхронними частотами обертання 1500/3000, 1000/1500, 750/1500, 750/1000, 500/1000 об/хв; тришвидкісні із синхронними частотами обертання 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 750/1000/1500 об/хв; чотиришвидкісні з синхронними частотами обертання 500/750/1000/1500 об/хв.

Технічні дані деяких багатошвидкісних двигунів серії 4А наведені в додатку Г, а більш повну інформацію див. у довідниках.

Цей спосіб регулювання (рис. 5.76) дозволяє лише ступеневу зміну швидкості двигуна. Його недоліком є те, що масогабаритні та цінові параметри багатошвидкісних електро­двигунів значно вищі, ніж одношвидкісних, і при їх викори­станні необхідні додаткові електричні апарати керування.

3. Регулювання зміною ковзання (S). Для асинхронних дви­гунів ковзання можна змінювати шляхом зміни напруги жив­лення (рис. 5.7в). Але на практиці в системах електропривода робочих машин цей спосіб використовується рідко, оскільки:

• має незначний діапазон регулювання швидкості;

• суттєве збільшення напруги вище номінального значення недопустиме, а зменшення напруги призводить до суттє­вого зниження як перевантажувальної здатності електро­двигуна, так і його пускового моменту.

Аналізуючи сказане, можна дійти висновку, що регулю­вання швидкості асинхронних двигунів із короткозамкне­ним ротором на практиці можливе, але часто воно є склад­ним, дорогим або неефективним. Тому виконання техніко- економічних розрахунків і порівнянь з іншими можливими способами в цьому випадку обов'язкове.