2) Изменение напряжения.

Из уравнения (*) момент двигателя пропорционален квадрату напряжения (М~U²_ф), значит при уменьшении напряжения U₁ критический M_к, пусковой M_п и все остальные моменты уменьшатся; критическое скольжение s_к и синхронная скорость ω₀ останутся неизменными (рисунок 4.12).

U_н> U₁₁> U₁₂

Искусственные характеристики мало пригодны для регулирования скорости, т.к. при ↓U → M_к резко ↓, перегрузочная способность и диапазон регулирования очень мал.

Метод используется лишь при переходных процессах для ограничения I и М

3 ) Изменение частоты питающей сети.

Наиболее перспективный и широко применяется (рисунок 4.13).

Для лучшего использования и получения высоких энергетических показателей АД (cosφ, η, λ), одновременно с частотой нужно изменять и напряжение. Закон изменения напряжения зависит от характера нагрузки.

Если M_с=const → U₁=const. Примем R₁=0.

Регулирование вниз от основной характеристики.

Д остоинства метода:

• плавность регулирования в широком диапазоне

• высокая жесткость

• двухзонное регулирование

(вверх и вниз от основной)

Недостатки:

• дорогие и сложные преобразователи частоты.

• необходим квалифицированный персонал

4) Изменение пар полюсов.

→ ступенчатость регулирования скорости ω₀ вследствие ступенчатости регулирования числа полюсов p.

Статорная обмотка состоит из двух одинаковых секций – полуобмоток. Используются различные схемы их подключения благодаря чему меняется число пар полюсов (рисунок 4.14).

а )

Рисунок 4.14 – Схемы подключения обмоток:

а) последовательное согласное включение;

б)последовательное встречное включение;

в) параллельное включение

б)

в )

Чаще на практике используют две схемы переключения многоскоростных статорных обмоток:

а) переключение треугольник – двойная звезда ;

б) переключение звезда – двойная звезда ;

а ) (рисунок 4.15)

А_1н и А_2н – начала 1 и 2 секции фаз.

А_1к и А_2к – концы этих фаз.

Переключение определяет уменьшение числа пар полюсов в 2 раза.

Целесообразно применять при нагруженном ЭП.

б) (рисунок 4.16)

Также характеризуется уменьшением числа пар полюсов в 2 раза.

Достоинства:

• Экономичность;

• Потери малы;

• Высокий КПД;

• Хорошая жесткость;

• Достаточная нагрузочная способность.

Целесообразно применять при постоянном моменте нагрузки

Недостатки:

• ступенчатость изменения скорости;

• н ебольшой диапазон регулирования.

4.2 Электропривод с синхронным двигателем

Преимущества синхронных двигателей:

• высокий КПД (96-98%);

• высокий коэффициент мощности cosφ →1;

• способен работать с опережающим cosφ (как компенсатор);

• возможность регулировки перегрузочной способности посредством изменения тока возбуждения I_в;

• перегрузочная способность меньше зависит от напряжения сети, чем у АД;

• большой воздушный зазор, а поэтому характеристики и свойства мало зависят от неточности монтажа ротора и износа подшипников;

• механическая характеристика абсолютно жесткая.

Недостатки:

• наличие контактных колец;

• дорогие и сложные;

• отсутствие собственного пускового момента.

Применяется в нерегулируемых ЭП (компрессоры, насосы, мельницы), большой мощности, длительного режима работы.