5.4 Регулювання швидкості обертання ротора асинхронного двигуна

В асинхронному двигуні частота обертання визначається з рівності

. (5.6)

Із цього виразу виходить, що змінювати n₂ можна трьома способами:

– зміною частоти f₁ (частоти мережі живлення);

– зміною кількості пар полюсів р;

– зміною ковзання s.

5.4.1 Регулювання зміною частоти (частотне регулювання) Для зміни частоти f1 застосовують машинні або напівпровідникові (тиристорні) перетворювачі (рис. 5.8).

Рисунок 5.8 – Частотне тиристорне регулювання швидкості обертання ротора асинхронного двигуна

ТП – тиристорний перетворювач; І – інвертор; БКН – блок керування напругою; БЗЧ – блок задання частоти; БКЧ – блок керування частотою.

ТП живиться від трифазної мережі при U₁ = const; f₁ = const. На виході ТП одержують постійну напругу U_1c. Ця напруга надходить на інвертор, на виході якого одержують регульовану напругу U_1v при частоті f_1v. Ця напруга подається на АД.

Для автоматизації процесу регулювання застосовуються БЗЧ, БКН, БКЧ.

5.4.2 Регулювання зміною кількості пар полюсів

Виводи статорної обмотки перемикаються в клемній коробці. Залежно від їх комутації змінюється кількість пар полюсів (р). Цей спосіб дає змогу регулювати оберти ступенево.

Рисунок 5.9 – Регулювання швидкості обертання ротора

зміною кількості пар полюсів

Цей спосіб регулювання економічний. Робоча частина характе – ристики жорстка, але він застосовується тільки тоді, коли немає жорстких вимог до плавності регулювання (наприклад, насоси, вентилятори і т.ін.).

5.4.3 Регулювання частоти обертання зниженням підведеної напруги (напруги живлення)

При зниженні напруги момент двигуна М зменшується пропорційно U², у результаті цього змінюються механічні характеристики, зменшується критичний момент М_крит, при постійному моменті опору М_опору збільшується ковзання та падає частота обертання ротора.

Змінювати напругу U можна вмиканням у коло статора реостатів або автотрансформаторів (рис. 5.10).

Рисунок 5.10 – Регулювання частоти обертання зниженням напруги живлення

При вмиканні реостатів (рис. 5.10, а) у них утрачається значна активна потужність (R^.I²); автотрансформатори дають змогу регулювати частоту обертання вручну (рис. 5.10, б).

Ці способи застосовуються тільки для двигунів малої потужності, тому що знижується ККД, зменшується М_крит, а діапазон регулювання порівняно незначний.

5.5 Пуск асинхронного двигуна

Застосовуються такі способи пуску:

• прямий пуск;

• пуск із використанням додаткових опорів;

• пуск при зниженій напрузі.

5.5.1 Прямий пуск

При цьому на обмотку статора подається номінальна напруга, схема наведена на рисунку 5.11.

Рисунок 5.11 – Прямий пуск асинхронного двигуна

При вмиканні рубильника ковзання s = 1, а струм у роторі й рівний йому струм статора максимальні. В міру розгону ротора s зменшується, і в кінці пуску струм значно знижується.

У серійних АД при прямому пуску пусковий струм перевищує номінальний у 5 – 7 разів, тобто в мережі живлення виникає стрибок струму. Це може викликати таке значне падіння напруги, що інші двигуни, які живляться від цієї мережі, можуть зупинитися. Відносно невеликий М_пуск може призвести до того, що при пуску АД під навантаженням він не зможе подолати момент опору і не зрушить із місця.

Через це прямий пуск можливо застосовувати тільки для АД потужністю до 50 кВт.