5. Импульсное регулирование скорости

Применяется как для электродвигателей постоянного тока, так и для переменного токов.

Импульсное регулирование скорости производится путем периодического включения электродвигателя в сеть и отключения его от сети. При этом двигатель непрерывно находится в режиме ускорения или замедления скорости вращения, и, в зависимости от частоты и продолжительности импульсов работает с некоторой, приблизительно постоянной скоростью вращения.

Схема импульсного регулирования электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением:

Схема состоит из входного фильтра и , обратного диода (ОД), индуктивности (L), электронного (тиристорного) ключа (ТК).

Когда электронный ключ открыт, питающее напряжение полностью подается на якорь двигателя (Д), двигатель разгоняется. При закрытом ключе за счет ЭДС самоиндукции ( ) индуктивности (L) продолжает проходить через двигатель (Д) ток (по цепи ДОДLД. (т.е. L тоже является простейшим сглаживающим фильтром) до окончания переходного процесса. Изменяя время импульса ( ) и время паузы ( ), где - период, регулируются средние обороты электродвигателя.

Для асинхронных электродвигателей этот способ регулирования также допустим. Однако следует помнить, что ток в роторе асинхронного двигателя затухает не мгновенное. Необходимо, чтобы время паузы ( ) было достаточным для окончания переходного процесса в роторе (затухание тока) во избежание несинхронного включения.

Для синхронных электродвигателей возможно использование только ≈5% синхронной скорости ( ). Т.е. диапазон регулирования оборотов ограничен примерно 5%. Что нецелесообразно. Поэтому для синхронных двигателей не применяется.

Для электродвигателей переменного тока используется импульсное регулирование частоты и напряжения.

6. Режимы работы электродвигателей. Выбор электродвигателя

Режимы работы электроприводов очень разнообразны, следовательно, и характер тепловых процессов различен для различного вида электроприводов.

Напоминание:

1. Номинальные параметры электродвигателя – это параметры, при которых электродвигатель может работать сколько угодно долго не выходя из установившегося теплового режима.

2. Установившийся тепловой режим электродвигателя – это режим, при котором количество подводимого к электродвигателю тепла равно отводимому от него тепла ( ). Подводимое к электродвигателю тепло обусловлено различными потерями (в меди - , в стали – гистерезис, различные виды трения и др.). Отводимое – системами охлаждения – электрической машины.

Поэтому в зависимости от режима работы электродвигателя производится его выбор, чтобы наиболее экономично использовать работы электрической станции, КПД электродвигателя, расход топлива.

Для выбора электродвигателя используют его нагрузочные диаграммы или графики мощности. Т.е. графические зависимости P, M и I от времени, т.е. , , .

Согласно действующему стандарту существует три основных режимов работы электропривода (всего восемь):

1. продолжительный (длительный) режим (S1)

2. Кратковременный (S2)

3. Повторно-кратковременный (S3)

1) Длительный режим (S1) – режим, когда при неизменной нагрузке - работа двигателя продолжается так долго, что температура перегрева всех его частей успевает достигнуть установившихся значений ( ).

Примеры: электроприводы насосов, транспортеров, вентиляторов.

2) Кратковременный режим (S2) – режим, когда периоды работы ( ) двигателя с неизменной нагрузкой, чередуются с периодами отключения (паузами - ). При этом, периоды работы двигателя настолько кратковременны, что температура нагрева всех его частей не достигает установившихся значений, а периоды отключения (паузы) настолько продолжительны, что все части электродвигателя успевают охладиться до температуры окружающей среды. (Температура окружающей среды принята 40⁰С).

Стандартом установлены длительности периодов нагрузки (10, 30, 60, 90 мин). В условном обозначении, например, S2 – 30 мин.

3) Повторно-кратковременный режим (S3) – режим, когда кратковременные периоды работы ( ) электродвигателя чередуются с периодами отключения (паузами - ), причем, за период нагрузки температура всех частей электродвигателя не успевает достичь установившихся значений, а за время паузы электродвигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды.

(время цикла – характеристика режима работы электродвигателя).

Примеры: электроприводы лифтов, подъемных кранов.

При этом мин. Если мин – то режим работы считают продолжительным (длительным).

Повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения (ПВ).

Для повторно-кратковременного режима (согласно стандарту) ПВ – (15, 25, 40, 60) %.

В условном обозначении для повторно-кратковременного режима указывают величину ПВ. Например: S3 – 40%.