34 Общие принципы частотного регулирования скорости асинхронного электропривода. Регулирование угловой скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов

Регулирование переключением числа полюсов.

Изменение числа пар полюсов pм позволяет дискретно регулировать ω2. Для реализации этого способа требуется либо укладывать на статоре несколько обмоток с различным pм, 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 в при неизменной амплитуде напряжения и регулировании частоты изменяется магнитный поток машины Фm=U1/(4,44f1w1эф). 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.

Закон изменения напряжения зависит от изменения частоты питания и характера нагрузки. Если статический момент нагрузки Мст не зависит от скорости, то необходимо при регулировании частоты f1 так изменять напряжение U1, чтобы

U1 /f1= const

Если же статический момент нагрузки обратно пропорционален скорости и мощность нагрузки Мстω2 = const, то соотношение U1 и f1 должно иметь следующий вид: U1 /(f1)1/2=const.

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.

С уменьшением частоты критическая угловая скорость уменьшается, максимальный момент в области высоких и средних частот остается неизменным, а в области малых частот несколько уменьшается. При этом в широком диапазоне сохраняется перегрузочная способность двигателя Мmax /Мном.

Частотный способ позволяет устанавливать угловую скорость выше и ниже номинальной. Увеличение угловой скорости допускается (в основном из условий механической прочности) в I,5-2 раза больше номинальной. Нижний предел скорости ограничен тем, что технически сложно получить источники питания с низкой частотой, а также добиться достаточно равномерного вращения ротора двигателя. В разомкнутом приводе частотный способ управления позволяет изменять угловую скорость в диапазоне D = (20 - 30):1; в замкнутом приводе диапазон может быть существенно расширен с помощью обратных связей по скорости, току и напряжению.