Лекции / Лекция 16 Регулирование частоты вращения АД

Многоскоростные двигатели применяются для привода станков, вентиляторов, насосов и пр.

Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения. Для регулирования угловой скорости асинхронного двигателя подводимое напряжение к обмотке статора по сравнению с но-

минальным уменьшается. Так как момент пропорционален U12 , то механические характеристики при меньшем напряжении пойдут ниже естественной. Если момент нагрузки MC остается постоянным, то,

как это следует из рис. 2.68, при снижении напряжения скольжение будет увеличиваться. Скорость при этом уменьшается. Регулирование скольжения в этом случае возможно в пределах

0 s sm . Ограничением для увеличения скольже-

новится. Для расширения диапазона регулирования следует увеличить sm за счет повышения активного сопротивления цепи ротора.

Изменение подводимого напряжения чаще всего осуществляется с помощью последовательно включенных с двигателем реакторов, подмагничиваемых постоянным током, или за счет импульсной подачи напряжения на обмотки статора. При подмагничивании меняется индуктивное сопротивление реактора, что приводит к изменению падения напряжения в нем, а, следовательно, и напряжения, подводимого к двигателю. Применив схему автоматического регулирования тока подмагничивания, можно расширить зону регулирования в область

s sm и получить при этом жесткие механические характеристики.

При импульсной подаче напряжения за счет изменения продолжительности импульса можно менять среднее напряжение на двигателе. Здесь также можно применить схемы автоматического регулирования.

Способ регулирования угловой скорости изменением подводимого напряжения имеет существенный недостаток, состоящий в том, что в этом случае увеличиваются потери и снижается КПД двигателя.

При снижении напряжения пропорционально U1 уменьшается основной магнитный поток машины, вследствие чего при

M MC const возрастают ток, а, следовательно, и электрические потери в роторе, Магнитные потери в стали статора уменьшаются. В

зависимости от значения MC при снижении U1 ток в статоре и элек-

трические потери в его обмотке могут уменьшаться или увеличиваться. Обычно при нагрузках, близких к номинальной, со снижением

U1 полные потери возрастают, что повышает нагрев двигателя. По-

этому рассматриваемый способ регулирования угловой скорости находит применение главным образом для машин небольшой мощности.

Регулирование частоты вращения включением в цепь рото-

ра добавочного резистора. Этот способ регулирования применяется в двигателях с фазным ротором. На рис. 2.69 показаны механические характеристики двигателя с различными значениями добавочного ак-

тивного сопротивления r2 в цепи ротора.

При MC const в зависимости от значения r2 двигатель бу-

дет работать со скольжениями s1 s3 , чему соответствуют угловые скорости (1) (3) . Этот способ позволяет плавно, в широких преде-

лах (до s 1) регулировать угловую скорость. Однако практически он применяется для регулирования скорости в сравнительно узких преде-

лах, так как при увеличении r2 возрастают электрические потери в цепи ротора, при этом происходит также снижение КПД.

Рис. 2.69. Характеристики M f s при различных r2

В этом случае, как и в предыдущем, электрические потери в цепи ротора увеличиваются пропорционально скольжениюpЭЛ2 РЭМ s . Однако в отличие от предыдущего способа здесь то-

ки ротора и статора в процессе регулирования при MC const прак-

тически остаются неизменными, и возрастание потерь происходит не в самом роторе, а в регулировочном реостате. С точки зрения нагрева двигателя этот способ регулирования является более благоприятным.