2.1.5 Зміна частоти обертання вала компресора

Такий метод передбачає наявність у КМ регульованого привода, тобто привода, який має пристрій для зміни частоти обертання вала.

У переважній більшості поршневі КМ приводяться в дію асинхронними електричними двигунами змінного струму. Застосовують позиційне і плавне регулювання частоти обертання.

Позиційна зміна частоти обертання. За заданої частоти струму частота обертання вала залежить від числа пар полюсівелектричного двигуна:. Неважко розрахувати синхронну частоту обертання для різного числа пар полюсів за.

P	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	3000	1500	1000	750	600	500	429	375	333	300

Якщо допустити, що холодопродуктивність КМ лінійно залежить від частоти обертання , то вибір ступенів регулювання зводиться до підбору електричного двигуна з потрібною кількістю пар полюсів. Так , чотирьох швидкісний електричний двигун з= 1500; 1000; 750 і 500забезпечить ступені продуктивності 1; 2/3; 1/2 і 1/3.

Принципова схема управління трьох швидкісним електричним двигуном приведена на рис.24.

Рис.24. Схема управління трьох швидкісним електричним двигуном

Перемикання із однієї частоти на іншу здійснюється шляхом зміни з'єднання між частинами обмотки статора електричного двигуна М, а комутування – за допомогою пускачів ,і, кількість яких дорівнює числу ступенів регулювання. Якщо ключ управлінняустановлений в положення “Автоматично”, то управління роботою пускачів здійснюється по сигналам від регулятора, який регулює. Цей прилад повинен мати трьох позиційну релейну характеристику, або декілька двопозиційних приладів.

Слід мати на увазі, що із зростанням числа ступенів різко ускладнюється електричний двигун, збільшується число обмоток статора, які підлягають комутації, і число пускачів, збільшується маса і розміри електричного двигуна, ускладнюється схема управління і погіршуються енергетичні показники електричного двигуна. На практиці число ступенів не більше чотирьох.

Плавна зміна частоти обертання. Таке завдання можна реалізувати введенням додаткового опору в ланку живлення двигуна М. Зміною частоти струму живлення або введенням в ланку живлення управляємої електрорушійнаї сили (е.р.с.). У першому і третьому випадках повинен бути асинхронний двигун з контактними кільцями (з фазним ротором), а в другому випадку – можна застосувати електричний двигун з короткозамкненим ротором.

Рис.25. Схеми плавної частоти обертання вала за допомогою: а – опору в ланці ротора; б – частоти струму живлення; в – введенням в ланку ротора управляємої електрорушійної сили

У схемі на рис.25,а в ланку ротора включений реостат , положення повзунця якого змінюєтьсяВМ, який управляється регулятором . Такий метод не має широкого використання із – за високих енергетичних втрат.

На рис.25. основним елементом є перетворювач частоти , який живиться промисловою частотою і під дією управляючого сигналу змінює частоту на виході в заданих межах. Цей струм живить обмотку статора електричного двигунаМ. У відповідності із залежністю , із зміноюпропорційно змінюється число обертів.

Управляючий сигнал від проходить через пристрій управління (підсилювач). Цей метод досить дорогий тому він повинен бути економічно обґрунтованим.

На рис.25,в е.р.с. , яка наводиться в роторі протиставляється зустрічній опорній е.р.с., дія якої еквівалентна введенню додаткового опору.

Особливістю даної схеми є те, що відведена із ланки ротора енергія частково повертається знову в мережу живлення. Перед цим струм ротора перетворюється випрямлячем в постійний струм і подається на інвертор, роботою якого керує управляючий пристрій (підсилювач), а останній працює від сигналів приладу.

Інвертор перетворює постійний струм в трьох фазний промислової частоти, який і повертається в мережу. Процес повернення енергії в мережу називається рекуперацією енергії. Чим більша частка енергії рекуперується в мережу, тим меншу частоту обертання розвиває електричний двигун.

Така схема має досить високі енергетичні показники, але вона складна в реалізації і її застосування доцільне тоді, коли основним є вимога плавної зміни холодопродуктивності.