33. Частотное регулирование скорости ад, законы регулирования, характеристики, анализ.

Д ля обеспечения эффективной работы двигателя при частотном регулировании необходимо с изменением f изменять и подводимое напряжение настолько, чтобы отношение U/f оставалось величиной постоянной. Очевидно, что это условие можно выполнить только при уменьшении f<50 Гц, потому что уменьшение напряжения U<U_ном допускается условиями эксплуатации двигателя.

При увеличении f>50 Гц следовало бы пропорционально увеличить и напряжение U>U_ном, однако, это не допустимо по условия эксплуатации двигателя. Это обстоятельство отразится на форме механической характеристики.

Отметим, что в любом случае при изменении f изменится и частота вращения магнитного поля (т. е. положение точки n₁ на механической характеристике). Таким образом, положение точки n₁ может быть ориентиром в изображении искусственных механических характеристик.

Если привести механическую характеристику механическую характеристику механизма (пусть М_с=const, где М_с — момент сопротивления), то можно оценить диапазон регулирования скорости при частотном регулировании, где А, А', А" — рабочие точки, полученные при условии М_дв=М_с.

Достоинства частотного способа регулирования скорости АД: плавность регулирования: плавно изменяя f, получаем большое количество искусственных характеристик, а, следовательно, и скоростей; большой диапазон с регулировкой как вверх так и вниз от номинальной (двухзонное регулирование).

Недостатки: необходимость установки частотного преобразователя, что значительно увеличивает стоимость электропривода.

34. Полюсное регулирование скорости ад: принцип изменения пар полюсов, характеристики, анализ, рекомендации в применении.

ПОЛЮСНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ предусматривает возможность изменения числа пар полюсов P_п. Такой способ возможен только у специальных — многоскоростных, асинхронных двигателей и достигается за счет переключения отдельных секций, из которых состоит катушка (обмотка) статора с последовательного соединения на параллельное или наоборот, причем число пар полюсов при последовательном соединении больше в 2 раза, чем при параллельном, т. е. P_{п посл.}=2P_{п парал.}, а, следовательно, . Очевидно, что положение точки n₁ на механической характеристике изменится в 2 раза.

Э ти двигатели (многоскоростные) имеют более сложную обмотку статора, позволяющую изменять ее число пар полюсов, и короткозамкнутый ротор. При работе асинхронного двигателя необходимо, чтобы обмотки ротора и статора имели одинаковое число пар полюсов. Только короткозамкнутый ротор способен автоматически приобретать то же число пар полюсов, что и поле статора. Многоскоростные двигатели нашли широкое применение в приводе металлорежущих станков. Нашли применение двух, трех и четырех скоростные двигатели.

У двухскоростного двигателя обмотка каждой фазы состоит из двух полуобмоток. Включая их последовательно или параллельно можно в 2 раза изменять число пар полюсов.

У четырехскоростного двигателя на статоре должно размещаться две независимые обмотки с разным числом пар полюсов. Каждая из обмоток позволяет в два раза изменять число пар полюсов. Например, у двигателя, работающего от сети c частотой f=50 Гц, со следующими частотами вращения 3000/1500/1000/500 [об/мин] с помощью одной из обмоток статора можно получить частоту вращения 3000 об/мин и 1500 об/мин (при этом p=1 и p=2). С помощью другой из обмоток можно получить частоту вращения 1000 об/мин и 500 об/мин (при этом p=3 и p=6).

При переключении числа пар полюсов изменяется и магнитный поток в зазоре, что приводит к изменению критического момента M_кр (рис. 2.23.б). Если при изменении числа пар полюсов одновременно изменять и подведенное напряжение, то критический момент может остаться неизменным (рис. 2.23.а). Поэтому при этом способе регулирования могут быть получены два вида семейства механических характеристик (рис. 2.23).

Д остоинства полюсного регулирования: простота реализации, отсутствие специальных преобразующих устройств в цепи питания двигателя, сохранение жесткости механических характеристик, высокий К.П.Д. Недостатки: ступенчатость при регулировании, небольшой диапазон регулирования, большие габариты и большая стоимость двигателя.