Асинхронный двигатель является наиболее массовым электрическим двигателем. Эти двигатели выпускаются мощностью от 0,1 кВт до нескольких тысяч киловатт и находят применение во всех отраслях хозяйства. Основные достоинства асинхронного двигателя – это простота конструкции и невысокая стоимость. Однако по принципу своего действия асинхронный двигатель в прямой схеме включения не допускает регулирования скорости его вращения. Особое внимание следует обратить на то, что избежать значительных потерь энергии, т.е. перегрева ротора, в короткозамкнутом асинхронном двигателе можно, если двигатель будет работать в длительном режиме с минимальными значениями скольжения.
Рассмотрим возможные способы регулирования скорости асинхронных двигателей (рис. 1.1) [3].
Рисунок 1.1 – Классификация способов регулирования асинхронных двигателей
Скорость двигателя определяют две величины – скорость вращения электромагнитного поля статора и скольжение :
(1.1)
Исходя из (1.1) принципиально возможны два способа регу-лирования скорости: регулирование скорости поля статора и ре-гулирование скольжения при постоянной скорости поля статора.
Скорость поля статора определяется двумя величинами: частотой напряжения подводимого к обмоткам статора, и числом пар полюсов двигателя .
В соответствии с этим возможны два способа регулирования скорости поля статора: изменение частоты напряжения питания посредством преобразователей частоты, включаемых в цепь ста¬тора двигателя (частотное регулирование), и путем изменения числа пар полюсов двигателя.
Регулирование скольжения двигателя при постоянной скоро¬сти поля статора для короткозамкнутых асинхронных двигателей возможно путем изменения напряжения статора при постоянной частоте этого напряжения. Для асинхронных двигателей с фазным ротором, кроме того, возможны еще два способа: введение в цепь ротора добавочных резисторов (реостатное регулирование) и вве¬дение в цепь ротора добавочной регулируемой ЭДС посредством преобразователей частоты, включаемых в цепь ротора (асинхрон¬ный вентильный каскад и двигатель двойного питания).
В настоящее время благодаря развитию силовой преобразова-тельной техники созданы и серийно выпускаются различные виды полупроводниковых преобразователей частоты. Это определило опережающее развитие и широкое применение частотно-регули¬руемого асинхронного электропривода.
Основные достоинства этого электропривода:
- плавность регулирования и высокая жесткость механических характеристик, что позволяет регулировать скорость в широком диапазоне;
- экономичность регулирования, определяемая тем, что двигатель работает с малыми значениями абсолютного скольжения и потери в двигателе не превышают номинальных.
Недостатками частотного регулирования являются сложность и высокая стоимость (особенно для приводов большой мощности) преобразователей частоты, а также сложность реализации в большинстве схем режима рекуперативного торможения.
Изменение скорости переключением числа пар полюсов асинхронного двигателя позволяет получать от двух до четырех рабочих скоростей, т.е. плавное регулирование скорости и формирование переходных процессов при этом способе невозможно. Поэтому, хотя данный способ имеет определенные области применения, он не может рассматриваться как основа для построения систем регулируемого электропривода.
Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением питающего напряжения при постоянной (стандартной) его частоте было рассмотрено в [3]. Было отмечено, что этот способ регулирования для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором имеет весьма ограниченное применение вследствие того, что регулирование скорости здесь сопряжено с потерями энергии скольжения в роторе двигателя, ведущими к его перегреву. Получаемые при этом способе механические характеристики неблагоприятны для качественного регулирования. Диапазон регулирования не превышает 1,5:1; больший диапазон регулирования скорости можно допускать только кратковременно. Исходя из этого регулирование изменением напряжения питания применяется главным образом только для обеспечения плавного пуска нерегулируемых асинхронных электроприводов или для кратковременного снижения скорости. Иногда этот способ регулирования используется для регулирования скорости насосов и вентиляторов (механизмов с вентиляторным характером нагрузки) небольшой мощности (до 15 кВт), однако и в этом случае необходимо увеличение установленной мощности двигателя.
Весь текст будет доступен после покупки
