Судовые электропидоры Семестр 2

21. Регулирование оборотов в электроприводах переменного тока.

(лекция). Регулирование скорости двигателей переменного тока с помощью управляемого дросселя насыщения, включаемого в цепь статора.

Изменение величины тока подмагничивания, составляющего 3–5% величины переменного тока, можно в широких пределах изменять индуктивность дросселя. Такой способ регулирования целесообразно применять, когда необходимо регулировать скорость в малых пределах. При этом решаются две задачи: регулирование скорости и ограничение пучкового тока. Потери при регулировании также невелики. Но при этом двигатель должен выбираться с высоким пусковым и максимальным моментом. Кроме того, добавляется вес дросселя.

(брат-интернет). Наиболее распространены следующие способы регулирования скорости асинхронного двигателя: изменение дополнительного сопротивления цепи ротора, изменение напряжения, подводимого к обмотке статора, двигателя изменение частоты питающего напряжения, а также переключение числа пар полюсов ( ).

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя путем введения резисторов в цепь ротора.

Введение резисторов в цепь ротора приводит к увеличению потерь мощности и снижению частоты вращения ротора двигателя за счет увеличения скольжения, поскольку n = nо (1 - s).

Из рис. 1 следует, что при увеличении сопротивления в цепи ротора при том же моменте частота вращения вала двигателя уменьшается.

Жесткость МХ значительно снижается с уменьшением частоты вращения, что ограничивает диапазон регулирования до (2 - 3): 1. Недостаток - значительные потери энергии, которые пропорциональны скольжению. Регулирование возможно только для двигателя с фазным ротором.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения на статоре

Изменение напряжения, подводимого к обмотке статора  АД, позволяет регулировать скорость с помощью простых технических средств и схем управления. Для этого между сетью переменного тока со стандартным напряжением U1ном и статором ЭД включается регулятор напряжения.

Рисунок - Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения подводимого к обмоткам статора

Если момент сопротивления машины больше пускового момента ЭД (Мс > Мпуск), то двигатель не будет вращаться, поэтому запускают его при Uном или на ХХ. 

Регулировать частоту вращения КЗ АД таким способом только при вентиляторном характере нагрузки. Должны использоваться специальные ЭД с повышенным скольжением. Диапазон регулирования небольшой, до nкр. 

Для изменения напряжения применяют трехфазные автотрансформаторы и тиристорные регуляторы напряжения.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения 

Частота вращения магнитного поля статора nо = 60f/р, регулирование АД производим изменением частоты питающего напряжения.

Принцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя - изменяя частоту питающего напряжения, в соответствии с выражением при неизменном числе пар полюсов р изменять угловую скорость nо магнитного поля статора. 

Итог - плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а МХ обладают высокой жесткостью. 

Регулирование частоты вращения АД переключением числа пар полюсов 

Ступенчатое регулирование скорости можно осуществить, используя многоскоростные АД с КЗ ротором. 

Из выражения nо = 60f/р - при изменении пар полюсов р получаются МХ с разной частотой вращения nо магнитного поля статора. Значение р - целые числа, переход от одной характеристики к другой носит ступенчатый характер. 

Два способа изменения числа пар полюсов. В первом - в пазах статора две обмотки с разным числом полюсов. При изменении скорости к сети подключается одна из обмоток. Во втором - обмотку каждой фазы составляют из двух частей, соединяют параллельно или последовательно. Число пар полюсов изменяется в два раза.

Плюс – экономично, МХ жёсткие. Минус – ступенчатый характер.