18.7.3 Прямой пуск и торможение асинхронного двигателя
в функции времени
Рисунок 18.12 - Принципиальная схема прямого пуска асинхронного
двигателя и его динамического торможения в функции времени
Пуск двигателя осуществляют нажатием кнопки SB1, после чего срабатывает пускатель КМ, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременное замыкание контакта КМ в цепи реле времени КТ вызовет срабатывание последнего и замыкание его контакта в цепи пускателя торможения КМ1, который, тем не менее, не сработает, так как в этой цепи разомкнулся размыкающий контакт КМ.
Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку SB2. Тогда пускатель КМ отключится и, разомкнув свои контакты в цепи статора, отключит двигатель от сети переменного тока. Одновременно с этим замкнётся контакт КМ в цепи контактора КМ1 и разомкнётся контакт КМ в цепи реле времени КТ, что приведёт к включению контактора торможения КМ1, подаче в обмотки статора постоянного тока от мостового выпрямителя через потенциометр R1. Таким образом, двигатель переводится в режим динамического торможения.
Реле времени КТ, потеряв питание, начнёт отсчёт выдержки времени на торможение двигателя. После окончания заданной выдержки по времени реле КТ разомкнёт свой контакт в цепи контактора КМ1, он отключится и прекратит подачу постоянного тока в цепь статора. Схема вернётся в исходное состояние.
Для исключения одновременного подключения цепи статора к источникам постоянного и переменного токов здесь используется блокировка размыкающими контактами КМ1 и КМ, которые включены перекрёстно в цепи катушек этих контакторов.
18.8 Регулирование частоты вращения трёхфазных асинхронных
двигателей с короткозамкнутым ротором
Известны несколько способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором:
Изменением количества полюсов в обмотке статора, так называемые многоскоростные асинхронные двигатели.
Каскадные схемы регулирования частоты вращения с использованием вспомогательной машины постоянного тока и вентильной группы.
Изменением подводимого напряжения к асинхронному двигателю.
Импульсное регулирование напряжения питания асинхронного двигателя.
Изменением частоты питающего напряжения асинхронного двигателя.
Рассмотрим три последних способа регулирования, так как они могут применяться для
изменения скорости вращения асинхронных двигателей общего назначения.
18.8.1 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
изменением подводимого напряжения
При изменении подводимого к обмотке статора напряжения U1 максимальный момент Мmax изменяется пропорционально квадрату этого напряжения, а критическое скольжение остаётся неизменным, так как его значение не зависит от напряжения U1. В асинхронных двигателях общего назначения диапазон такого способа регулирования получается весьма узким, так как механические характеристики этих двигателей являются жёсткими (рисунок 18.13,а). Несколько лучше этот метод реализуется в асинхронных двигателях с повышенным скольжением (повышенным сопротивлением короткозамкнутой обмотки ротора), у которых рабочие участки механических характеристик менее жёсткие (рисунок 18.13,б).
Рисунок 18.13 - Механические характеристики асинхронного двигателя общего
назначения (а) и с повышенным скольжением (б) при регулировании
скорости вращения изменением питающего напряжения
Изменять подводимое к двигателю напряжение можно только «вниз» от номинального, так как подводить напряжение выше номинального к двигателю недопустимо. При этом ток, потребляемый двигателем, пропорционален напряжению, а электромагнитный момент двигателя пропорционален квадрату этого напряжения. Следствием таких неблагоприятных соотношений являются значительные потери в двигателе и его перегрев. Исключение составляет электропривод механизмов с вентиляторной нагрузкой, у которых статический момент нагрузки пропорционален квадрату частоты вращения.
В настоящее время регуляторы напряжения строят на симисторах. Управление тиристорами осуществляется системой импульсно-фазового управления (положительный полупериод тока проходит через один тиристор, а отрицательный – через другой).
а – нереверсивный; б – реверсивный
Рисунок 18.14 - Схемы симисторных регуляторов напряжения
В сравнении с управляемыми тиристорными выпрямителями симисторные регуляторы напряжения переменного тока много проще, потому что не требуют применения элементов запирания тиристоров в конце каждого полупериода, так как тиристор при прохождении через нулевые значения запирается естественным путём. Основной недостаток симисторных регуляторов напряжения – это не синусоидальность напряжения на выходе, которое, кроме основной синусоидальной составляющей, содержит высшие гармоники.
Тиристорный регулятор напряжения используют при «мягком» пуске асинхронного двигателя, исключающем значительные броски тока. Такие устройства называют «софт-стартёрами».