Регулирование скорости вращения ад изменением действующего значения напряжения, подводимого к статору

Этот способ регулирования реализуется с помощью так называемых импульсных регуляторов напряжения, которыеt включатся в цепь обмотки статора.

Принцип действия ИРН основан на том, что при изменение - скважности управляемых импульсов изменяется среднее и действующее значение .

Кроме того регуляторы напряжения могут работать следующим образом. Входные напряжения имеют форму синусоиды . Выходное напряжение по амплитуде не отличается от входного, однако после преобразования имеет форму показанную на рисунке:

Рис.111

Соответственно уменьшается среднее значение выходного напряжения и как следствие, действующее значение выходного напряжения.

Рис.112

Семейство регулируемых механических характеристик будет иметь следующий вид:

Рис.113

Показатели качества:

1. однозонное «вниз»

2. плавность высокая

3.регулирование при постоянной мощности

4. энергетические показатели: низкий коэффициент мощности

5. стабильность: жесткость регулировочных характеристик при уменьшении напряжения падает и как следствие - стабильность низкая..

6. Учитывая неудовлетворительный показатель «стабильность», а также резкое уменьшение перегрузочной способности в области малых скоростей - .

Поэтому сказанное этот способ регулирования используется только в приводах малой мощности.

Регулирование скорости вращения ад изменением числа пар полюсов двигателя.

При , изменяется угловая скорость вращающегося магнитного поля и соответственно угловая скорость вращения ротора . Этот способ реализуется воздействием на статорную обмотку АД посредством изменения соединения этой обмотки. С этой целью серийно выпускаются 2-х, 3-х и 4-х скоростные АД (многоскоростные), у которых конструктивно каждая фаза состоит из 2-х (одной) одиночных половин, каждая из которых в свою очередь включает 2 полуобмотки, которые можно переключить с последующим согласного соединения на параллельную При этом 2-х скоростные состоят из одной переключающейся обмотки, 3-х скоростные , из 1 одно переключающихся и одной не переключающейся., 4-х скоростные из 2-х переключающихся . принцип изменения с помощью такого переключения числа пар полюсов можно представить, изобразив одну половину фазы С.О. в виде 2-х одиночных полуобмоток.

Рис.114

Если для определения числа полюсов использовать правило правоходового винта, то напрвление магнитных полюсов будет иметь вид представленный на рис 114.. Такое перключение реализуется 2-мя способами:

1 способ: со звезды на 2-ую звезду

2 способ с труегольника на 2-ую звезду

1-ый способ переключения применяется в том случае если рабочая схема соединения статорной обмотки звезда2-й если теугольник. Поэтому можно сделать вывод, что этот способ применим только для АД с к.з. ротором.

Рис.115

При этом номинальный ряд скоростей для многоскоростной предназначен в следующем виде:

3000,1500,1000,500

3000,1500,750,375

Для того чтобы представить себе как будет выглядеть механические характеристики при переключении со звезды на 2-ую звезду и при переключении с треугольника на 2-ую звезду, определим значения моментов.

а. при соединении в звезду

б. при соединении в 2-ую звезду

в. при соединении в треугольник

В общем случае момент можно определить:

Если пренебречь потерями мощности в двигателе, то можно принять потребляемой электрической мощности , который можно выражать через:

Будем считать, что , при любом способе соединений фаз статорной обмотки практически не изменится. Тогда:

Т.к. число пар полюсов уменьшается в 2 раза ( ), то в 2 раза увеличивается ( ).

При переключении со звезды на 2-ую звезду электромагнитный момент двигателя не меняется.

При переключении с треугольника на 2-ую звезду электромагнитная мощность изменяется в раз.

При переключении с треугольника на 2-ую звезду электромагнитный момент измениться в раз

Семейство механических характеристик будет иметь следующий вид:

а) б)

Рис.116

Показатели качества регулирования, при переключении со звезды на 2-ую звезду и с треугольника на 2-ую звезду:

1. направление: однозонное вверх

2. плавность регулирования ступенчатое:

3. стабильность высокая, жесткость не меняется.

4. энергетическая эффективность: при регулировании ни КПД ни не меняется.

5. Допустимая нагрузка на валу двигателя. При переключении со звезды на 2-ую звезду при , а при переключении с треугольника на 2-ую звезду при .

6 . 4-х скоростные двигатели

Т.о. все показатели качества регулирования изменением числа пар полюсов очень высокие, за исключением показателя – «плавности». Однако для некоторых типов ЭД в переходных режимах этот показатель можно улучшить. В частности на многих промышленных предприятиях Татнефть широко применяется электропривод станков, - качалок, в которых используются 2-х скоростные АД.

В начале эксплуатации скважины при высоком динамическом уровне жидкости целесообразно использовать двигатели при малом числе оборотов. По истечению определённого срока службы скважины, когда её производительность падает двигатель переводят в режим работы с большим числом оборотов.

При этом переход с меньшей скоростью на большую, производится с циклическим чередованием 2-х скоростей. Промежуток времени циклического чередования с одной скорости на другую равен 10 минутам.

При этом динамический процесс проходит плавно.