Пуск и реверсирование двигателей

Пуск асинхронных двигателей небольшой мощности осуществляется простым включением в сеть.

Для изменения направления вращения ротора (реверсирования) необходимо изменить направление вращения магнитного поля, для этого меняют порядок чередования фаз статора. В производственных условиях это достигается при помощи двух магнитных пускателей при их раздельном включении. Для проверки реверсирования в лабораторных условиях дос­таточно поменять местами два любые линейные провода от сети, ко­торые подключаются к клеммам U₁, V₁, W₁ (С₁, С₂, С₃) клеммной коробки двигателя.

Регулирование частоты вращения ротора

Частота вращения ротора определяется выражением:

или

Возможны три метода регулирования частоты вращения:

1. Изменением частоты питающего напряжения f при помощи тиристорных пре­образователей частоты ТПЧ:

При уменьшении частоты f₁ < f_н снижается ω₀, а магнит­ный поток Ф увеличивается. Это приводит к глубокому насыщению магнитной цепи и увеличению намагничивающего тока I_m, что вызывает снижение энергетических показателей двигателя (cosφ и η). Для того, чтобы поток Ф оставался постоянным, необходимо при изменении частоты f₁ в той же кратности изменять напряжение, то есть U₁/f₁=const.

На рис. 6.9 приведены механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании при U₁/f₁ = const, и где f₁>f₂>f₃.

2. Изменением числа пар полюсов р.

Регулирование частоты вращения производится ступенчато и при постоянной мощности Р. Поэтому в производственных условиях этот способ находит ограниченное применение, в основном - в электроприводах металлорежущих станков, на судах и др.

3. Регулирование частоты вращения двигателя при изменении величины питающего напряжения. Этот способ связан со значительным уменьшением критического момента

М_КРи = М_КРе(U₁/U_1н)²,

при сохранении постоянным критического скольжения.

При уменьшении напряжения можно построить семейство механических характеристик (рис 6.10) с различным значением максимального момента, но с постоянным значением критического скольжения s_КР.

Кпд и потери мощности асинхронного двигателя c короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель при работе потребляет из сети активную мощность P₁ = 3U_1фI_1фcos₁=√3U_1ЛI_1Лcos₁,

где U_1ф– действующее значение фазного напряжения сети;

I_1ф– ток обмотки статора;

cos₁– коэффициент мощности;

U_1Л– действующее значение линейного напряжения;

I_1Л – линейный ток.

Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении обмотки статора (потери в меди статора) ΔP_м1= 3r₁.

Часть мощности расходуется на потери в стали сердечника ротора ΔР_с.

Оставшаяся часть мощности передается через воздушный зазор на ротор и называется электромагнитной мощностью ΔP_эм= P₁– ΔР_м1– ΔР_с,

Эта мощность за вычетом потерь в активном сопротивлении обмотки ротора преобразуется в механическую мощность на валу двигателя .

Часть механической мощности теряется внутри двигателя в виде механических потерь ΔР_мех. Это потери на трение в подшипниках, вентиляцию. Здесь же необходимо учесть и другие потери, которые называются добавочными – ΔР_доб.

Полезная мощность на валу равна или

P = P_мех–ΔР_мех– ΔР_доб.

В номинальном режиме:

активная мощность, потребляемая из сети

;

мощность на валу двигателя , где

или ;

номинальный коэффициент полезного действия .

Номинальный КПД асинхронных двигателей имеет величину 0,7-0,95. Малые значения КПД относятся к двигателям малой мощ­ности, большие - к двигателям большой мощности. Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, близкой к номинальной.