7.5. Регулирование частоты вращения трёхфазного асинхронного двигателя
Частота вращения ротора асинхронного двигателя определяется из выражения:
(7.16)
где
- частота вращения магнитного поля
статора в минуту,
- скольжение ротора,
- частота
мгновенных токов в обмотках статора в
секунду,
- количество пар полюсов статора.
Исходя из выражения (7.16), регулирование частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором возможно путём изменения частоты тока , скольжения , и количества пар полюсов статора .
Регулирование частоты тока в обмотках статора двигателя может осуществляться тиристорным регулятором частоты, конструкция которого достаточно сложна. При этом происходит плавное регулирование частоты вращения магнитного поля статора.
Регулирование скольжения производится путём изменения подводимого напряжения в цепи статора с помощью трёхфазного автотрансформатора, либо симисторного регулятора, схемы которых приведены выше.
Регулирование
частоты вращения асинхронного двигателя
путём изменения количества пар полюсов
статора
,
является ступенчатым. Так, если
,
то количество обмоток статора равно
шести. На каждую фазу приходится по две
обмотки. При последовательном соединении
звездой двух обмоток, соединённых
согласно (рис.7.19), получим четырёхполюсное
магнитное поле с количеством пар полюсов
,
которое будут вращаться с чатотой в
минуту
,
или в два раза меньше, чем у двухполюсного
магнитного поля с количеством пар
полюсов
,
у которого частота вращения магнитного
поля статора в минуту
.
Р
На рис.7.20 изображена схема параллельного соединения статорных обмоток, подключенных встречно двойной звездой. Переключение секций фазных обмоток со звезды на двойную звезду происходит при постоянных значениях вращающегося максимального момента и пускового момента.
Рис.7.20. Схема параллельного соединения обмоток статора асинхронного двигателя, соединённых двойной звездой, и образующих двухполюсное магнитное поле
Механические характеристики преключения фазных обмоток приведены на рис.7.21.
Рис.7.21. Механические характеристики асинхронного двигателя со ступенчатым регулированием частоты вращения
Для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором применяется способ реостатного регулирования скольжения ротора путём изменения активного сопротивления его фазных обмоток.
7.6. Реверс и способы управления асинхронными двигателями
Реверсом называют изменение направления вращения электрической машины.
Направление вращения асинхронного двигателя зависит от порядка следования фаз питающего напряжения.
На рис.7.22 изображены векторные диаграммы прямого и обратного следования фаз статорных обмоток, соединенных звездой, а также указаны направления вращения электрической машины.
Рис.7.22. Векторные диаграммы прямого и обратного следования фаз
питающего напряжения, поясняющие реверс асинхронного двигателя
Существует несколько способов управления пуском, реверсом и остановкой асинхронных двигателей.
На рис.7.23 изображены схемы управления асинхронным двигателем с помощью переключателя S и магнитного пускателя МП. Реверс и остановка двигателя при управлении магнитным пускателем осуществляется кнопками “Вперед”, ”Назад” и ”Стоп”, управляющими контакторами В и Н, которые имеют силовые контакты и контакты цепи управления, осуществляющих блокировку одновременного включения контакторов.
Рис.7.23. Схемы управления асинхронным двигателем с помощью переключателя и магнитного пускателя
Асинхронные двигатели большой мощности останавливают электроторможением методами противовоключения и рекуперации. При торможении противовключением производится переключение двух фаз статора, изменяется направление вращения магнитного поля статора, скольжение становится больше единицы, и ротор двигателя останавливается. Рекуперативное торможение производится при переводе двигателя в генераторный режим. При этом частота вращения ротора становится больше частоты вращающегося поля статора, скольжение становится меньше нуля, происходит торможение и остановка машины.