6 Асинхронный двигатель с фазным ротором.
а) Регулирование скорости путём изменения сопротивления трёхфазного роторного реостата (рисунок 2.5).
При закорачивании обмотки ротора (R=0) двигатель работает на естественной характеристике (1). По мере увеличения сопротивления роторного реостата жёсткость механической характеристики уменьшается. Значение синхронной скорости ω0 и критического момента остаются постоянными. Таким образом, путём введения реостата в роторную цепь можно ступенчато уменьшать скорость двигателя относительно синхронной. Избыток мощности ΔР=М∙(ω–ω0) теряется в виде тепла, разогревшего роторный реостат. Торможение может осуществляться в режиме рекуперации энергии в сеть при ω>ω0 (область 6), противовключением (область 7) и в режиме динамического торможения, когда статор отключается от сети и подключается к источнику постоянного тока (область 8).
Недостаток системы: ступенчатость регулирования, низкая экономичность, низкая стабильность скорости на регулировочных характеристиках.
Сделать регулирование скорости бесступенчатым можно, применив в роторной цепи тиристорный коммутатор для изменения эквивалентного сопротивления реостата (рисунок 2.6). К роторным выводам двигателя подключён трёхфазный мостовой выпрямитель UD, нагруженный на резистор R. Параллельно R включён тиристор VS1. При поступлении отпирающего импульса U1 на управляющий электрод VS1, последний открывается и закорачивает резистор R. При этом двигатель оказывается на естественной характеристике 1 (рисунок 2.6 в), близкой к естественной.
При
подаче импульса U2
на управляющий электрод коммутирующего
тиристора VS2
за счёт разряда конденсатора С и
происходит запирание тиристора VS1.
В результате этого двигатель оказывается
на характеристике 2. Импульсы U1
следуют со стабильным периодом Т (рисунок
2.6 а).
Рисунок 2.5 Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором
Рисунок 2.6 Характеристики асинхронного двигателя при широтно-импульсном регулировании сопротивления цепи ротора
7 Асинхронно–вентильный каскад.
В цепь ротора включён неуправляемый трёхфазный мостовой выпрямитель UD. Пропорциональное скольжению ротора постоянное напряжение с выхода выпрямителя через сглаживающий реактор Ld подаётся на вход инвертора UZ, ведомого сетью. При помощи инвертора напряжение с выхода выпрямителя преобразуется в трёхфазное переменное напряжение ротора не соответствует сетевому.
При работе инвертора UZ на его входных зажимах возникает постоянное напряжение, направленное против выходного постоянного напряжения выпрямителя UD. Таким образом в роторную цепь двигателя вводится дополнительное напряжение, которое изменяется за счёт изменения угла опережения открывания тиристоров инвертора UZ. При этом изменяется значение скорости идеального холостого хода двигателя (рисунок 2.7 б). Механические характеристики смещаются и остаются параллельными друг другу. За счёт возвращения энергии скольжения в сеть регулирование скорости экономично. Регулирование скорости бесступенчатое. Режимы торможения: генераторное, при скорости выше синхронной ω0; динамическое, причём с отдачей энергии в сеть. Рациональный диапазон регулирования – до половины номинальной скорости. При этом мощность UD и UZ (в отдельности) составляют 50 % от мощности двигателя М.
Рисунок 2.7 Схема асинхронно-вентильного каскада