27.Исполнительные трехфазные ад:пуск и способы регулирования

В двигательном режиме при подключении двигателя к трехфазной сети переменного тока в обмотке статора образуется вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора наводятся токи, образующие электромагнитный момент вращения, стремящийся провернуть ротор вокруг его оси. Ротор преодолевает момент нагрузки на валу и начинает вращаться, достигая подсинхронной скорости (она же и будет номинальной с учетом момента нагрузки на валу двигателя).

Регулирование переключением числа полюсов.

Изменение числа пар полюсов позволяет дискретно регулировать ω2. Для реализации этого способа требуется либо укладывать на статоре несколько обмоток с различным p, либо выполнять одну обмотку из секций, выведенных на коммутатор. Переключая секции, можно получать различное число полюсов обмотки. В обоих случаях возрастают габариты, масса и стоимость, усложняется конструкция многоскоростных двигателей по сравнению с нормальными. Основным недостатком способа регулирования является ступенчатый характер изменения угловой скорости, число ступеней скорости не превышает 3/4. Диапазон регулирования не превышает D=4:1. Способ применяется только у двигателей с коротко замкнутым ротором, у которых число полюсов ротора автоматически становится равным числу полюсов обмотки статора.

Регулирование изменением частоты напряжения питания (частотное управление).

У трехфазных асинхронных двигателей наиболее перспективным способом плавного регулирования является изменение частоты напряжения питания f1.При этом следует иметь ввиду, что для наилучшего использования двигателя изменение частоты должно сопровождаться изменением амплитуды напряжения питания. Объясняется это тем, что при неизменной амплитуде напряжения и регулировании частоты изменяется магнитный поток машины. Уменьшение f1 вызовет увеличение Фm, что может привести к насыщению магнитопровода, резкому возрастанию намагничивающего тока и перегреву как стали, так и обмоток статора. Увеличение f1 приводит к уменьшению Фm, что при Мст=const вызовет рост тока в роторе и, соответственно, перегрев ротора при недоиспользовании стали.

На рис. приведено семейство механических характеристик при изменении частоты и амплитуды напряжения.

Как видно, с изменением частоты напряжения питания (f1a>f1b>f1c) при неизменном моменте Мном угловая скорость ротора ( ω2a > ω2b > ω2c ) изменяется в широком диапазоне практически пропорционально частоте.

Частотный способ позволяет устанавливать угловую скорость выше и ниже номинальной. Препятствием для широкого внедрения частотного способа является сложность и весьма высокая стоимость полупроводниковых преобразователей частоты. Схема и алгоритмы управления таким приводом получаются более сложными, чем приводом постоянного тока, так как управлять приходится сразу двумя взаимосвязанными величинами: частотой напряжения и магнитным потоком - при существенно нелинейных характеристиках.

Регулирование изменением напряжения питания.

В принципе такое регулирование возможно, однако используется очень редко. Объясняется это тем, что при малом Sкp, характерном для двигателей обычного исполнения, диапазон регулирования ω1-ω2кp очень узок.

Регулирование изменением сопротивления в цепи ротора.

Реостатный и импульсный способы регулирования, основанные на изменении добавочного активного сопротивления реостата Rд, включаемого в цепь ротора двигателя с контактными кольцами, реализуются практически по тем же схемам, что и соответствующие способы пуска. Снижение жесткости механических характеристик при увеличении активного сопротивления в цепи ротора ограничивает диапазон регулирования . Существенным недостатком являются также значительные потери мощности в цепи ротора, т.к. в процессе регулирования сильно растет скольжение.