Регулировка скорости асинхронного двигателя схема: Регулирование скорости асинхронного двигателя — ESR Energy — Дизельные генераторы, электростанции, цены на дизель-генераторные установки

Содержание

Регулирование скорости асинхронного двигателя

Долгое время в промышленности использовались нерегулируемые электроприводы на базе АД, но, в последнее время возникла надобность в регулировании скорости асинхронных двигателей.

Частота вращения ротора равна

При этом, синхронная частота вращения зависит от частоты напряжения и числа пар полюсов

Исходя из этого, можно сделать вывод, что регулировать скорость АД можно с помощью изменения скольжения, частоты и числа пар полюсов.

Рассмотрим основные способы регулировки.

Регулирование скорости с помощью изменения активного сопротивления в цепи ротора

Этот способ регулирования скорости применим в двигателях с фазным ротором. При этом в цепь обмотки ротора включается реостат, которым можно плавно увеличивать сопротивление. С увеличением сопротивления, скольжение двигателя растёт, а скорость падает. Таким образом, обеспечивается регулировка скорости вниз от естественной характеристики.

Недостатком данного способа является его неэкономичность, так как при увеличении скольжения, потери в цепи ротора растут, следовательно, КПД двигателя падает. Плюс к этому, механическая характеристика двигателя становится более пологой и мягкой, из-за чего небольшое изменение момента нагрузки на валу, вызывает большое изменение частоты вращения.

Регулирование скорости данным способом не эффективно, но, несмотря на это применяется в двигателях с фазным ротором.

Регулирование скорости двигателя с помощью изменения напряжения питания

Данный способ регулирования можно осуществить, если включить в цепь автотрансформатор, перед статором, после питающих проводов. При этом, если снижать напряжение на выходе автотрансформатора, то двигатель будет работать на пониженном напряжении. Это приведёт к снижению частоты вращения двигателя, при постоянном моменте нагрузки, а также к снижению перегрузочной способности двигателя. Это связано с тем, что при уменьшении напряжения питания, максимальный момент двигателя уменьшается в квадрат раз. Кроме того, этот момент уменьшается быстрее, чем ток в цепи ротора, а значит, растут и потери, с последующим нагревом двигателя.

Способ регулирования изменением напряжения, возможен только вниз от естественной характеристики, так как увеличивать напряжение выше номинального нельзя, потому что это может привести к большим потерям в двигателе, перегреву и выходу его из строя.

Кроме автотрансформатора, можно использовать тиристорный регулятор напряжения.

Регулирование скорости с помощью изменения частоты питания

При данном способе регулирования, к двигателю подключается преобразователь частоты (ПЧ). Чаще всего это тиристорный преобразователь частоты. Регулирование скорости осуществляется изменением частоты напряжения f, так как она в данном случае влияет на синхронную скорость вращения двигателя.

При снижении частоты напряжения, перегрузочная способность двигателя будет падать, чтобы этого не допустить, требуется повысить величину напряжения U

1. Значение на которое нужно повысить, зависит от того какой привод. Если регулирование производится с постоянным моментом нагрузки на валу, то напряжение нужно изменять пропорционально изменению частоты (при снижении скорости). При увеличении скорости этого делать не следует, напряжение должно оставаться на номинальном значении, иначе это может причинить вред двигателю.

Если регулирование скорости производится с постоянной мощностью двигателя (например, в металлорежущих станках), то изменение напряжения U₁ необходимо производить пропорционально квадратному корню изменения частоты f₁.

При регулировании установок с вентиляторной характеристикой, необходимо изменять подводимое напряжение U₁ пропорционально квадрату изменения частоты f₁.

Регулирование с помощью изменения частоты, является наиболее приемлемым вариантом для асинхронных двигателей, так как при нем обеспечивается регулирование скорости в широком диапазоне, без значительных потерь и снижения перегрузочных способностей двигателя.

Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов

Такой способ регулирования возможен только в многоскоростных асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, так как число полюсов этого ротора, всегда равно количеству полюсов статора.

В соответствии с формулой, которая рассматривалась выше, скорость двигателя можно регулировать изменением числа пар полюсов. Причём, изменение скорости происходит ступенчато, так как количество полюсов принимают только определённые значения – 1,2,3,4,5.

Изменение количества полюсов достигается переключением катушечных групп статорной обмотки. При этом катушки соединяются различными схемами соединения, например “звезда — звезда” или “звезда – двойная звезда”. Первая схема соединения даёт изменение количества полюсов в соотношении 2:1. При этом обеспечивается постоянная мощность двигателя при переключении. Вторая схема изменяет количество полюсов в таком же соотношении, но при этом обеспечивает постоянный момент двигателя.

Применение данного способа регулирования оправдано сохранением КПД и коэффициента мощности при переключении. Минусом же является более сложная и увеличенная конструкция двигателя, а также увеличение его стоимости.

Читайте также — Торможение асинхронного двигателя

Способы регулирования скорости асинхронного двигателя

Почти все станки в качестве электропривода оснащаются асинхронными двигателями. У них простая конструкция и не высокая стоимость. В связи с этим важным оказывается регулирование скорости асинхронного двигателя. Однако в стандартной схеме включения управлять его оборотами можно только с помощью механических передаточных систем (редукторы, шкивы), что не всегда удобно. Электрическое управление оборотами ротора имеет больше преимуществ, хотя оно и усложняет схему подключения асинхронного двигателя.

Для некоторых узлов автоматического оборудования подходит именно электрическое регулирование скорости вращения вала асинхронного электродвигателя. Только так можно добиться плавной и точной настройки рабочих режимов. Существует несколько способов управления частотой вращения путём манипуляций с частотой, напряжением и формой тока. Все они показаны на схеме.

Из представленных на рисунке способов, самыми распространёнными для регулирования скорости вращения ротора являются изменение следующих параметров:

напряжения подаваемого на статор,
вспомогательного сопротивления цепи ротора,
числа пар полюсов,
частоты рабочего тока.

Последние два способа позволяют изменять скорость вращения без значительного снижения КПД и потери мощности, остальные способы регулировки способствуют снижению КПД пропорционально величине скольжения. Но и у тех и других есть свои преимущества и недостатки. Поскольку чаще всего на производстве применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, то все дальнейшие обсуждения будут касаться именно этого типа электродвигателей.

Для частотного регулирования применяют в основном полупроводниковые преобразователи. Их принцип действия основан на особенности работы асинхронного двигателя, где частота вращения магнитного поля статора зависит от частоты напряжения питающей сети. Скорость вращения поля статора определяется по следующей формуле:

n1 = 60f/p, где n1 — частота вращения поля (об/мин), f-частота питающей сети (Гц), p-число пар полюсов статора, 60 — коэффициент пересчета мерности.

Для эффективной работы асинхронного электродвигателя без потерь нужно вместе с частотой изменять и подаваемое напряжение. Напряжение должно меняться в зависимости от момента нагрузки. Если нагрузка постоянная, то напряжение изменяется пропорционально частоте.

Современные частотные регуляторы позволяют уменьшать и увеличивать обороты в широком диапазоне. Это обеспечило их широкое применение в оборудовании с управляемой протяжкой, например, в многоконтактных станках сварной сетки. В них скорость вращения асинхронного двигателя, приводящего в движение намоточный вал, регулируется полупроводниковым преобразователем. Такая регулировка позволяет оператору, следящему за правильностью выполнения технологических операций, ступенчато ускоряться или замедляться по мере настройки станка.

Остановимся на принципе работы преобразователя частоты более подробно. В его основе лежит принцип двойного преобразования. Состоит регулятор из выпрямителя, импульсного инвертора и системы управления. В выпрямителе синусоидальное напряжение преобразуется в постоянное и подаётся на инвертор. В составе силового трёхфазного импульсного инвертора есть шесть транзисторных переключателей. Через эти автоматические ключи постоянное напряжение подаётся на обмотки статора так, что в нужный момент на соответствующие обмотки поступает то прямой, то обратный ток со сдвигом фаз 120°. Таким образом, постоянное напряжение трансформируется в переменное трёхфазное напряжение нужной амплитуды и частоты.

Необходимые параметры задаются через модуль управления. Автоматическая регулировка работы ключей осуществляется по принципу широтно-импульсной модуляции. В качестве силовых переключателей используются мощные IGBT-транзисторы. Они, по сравнению с тиристорами, имеют высокую частоту переключения и выдают почти синусоидальный ток с минимальными искажениями. Не смотря на практичность таких устройств, их стоимость для двигателей средней и высокой мощности остаётся очень высокой.

Регулировка скорости вращения асинхронного двигателя методом изменения числа пар полюсов также относится к наиболее распространённым методам управления электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Такие моторы называются многоскоростными. Есть два способа осуществления этого метода:

укладывание сразу нескольких обмоток с разными числами пар полюсов в общие пазы статора,

применение специальной намотки с возможностью переключения существующих обмоток под нужное число пар полюсов.

В первом случае чтобы уложить в пазы дополнительные обмотки нужно уменьшить сечение провода, а это приводит к уменьшению номинальной мощности электродвигателя. Во втором случае имеет место усложнение коммутационной аппаратуры, особенно для трёх и более скоростей, а также ухудшаются энергетические характеристики. Более подробно этот и другие способы регулирования скорости асинхронного двигателя описаны в архивном файле, который можно скачать внизу страницы.

Обычно многоскоростные двигатели выпускаются на 2, 3 или 4 скорости вращения, причем 2-х скоростные двигатели выпускаются с одной обмоткой на статоре и с переключением числа пар полюсов в отношении 2 : 1 = р2 : pt , 3-х скоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, из которых одна выполняется с переключением 2 : 1 = Рг : Pi , 4-х скоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, каждая из которых выполняется с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1. Многоскоростными электродвигателями оснащаются различные станки, грузовые и пассажирских лифты, они используются для приводов вентиляторов, насосов и т.д.

• Скачать схемы обмоток многоскоростных асинхронных двигателей

• Скачать лекцию «Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей»

Свежие записи:

Регулирование скорости вращения и реверсирование асинхронных электродвигателей

Страница 7 из 39

Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей производят несколькими способами. Формула скорости вращения асинхронных двигателей:
(7.7) где s — скольжение в долях единицы показывает, что скорость вращения может регулироваться изменением частоты тока f, числа пар полюсов р и скольжения s.
Регулирование скорости вращения изменением величины скольжения асинхронного электродвигателя возможно двумя способами:

введением в цепь ротора дополнительного сопротивления, что возможно для двигателей с фазным ротором;
изменением реактивных сопротивлений (дросселей насыщения), включаемых в обмотку статора.

Регулирование скорости асинхронных электродвигателей с фазным ротором введением в его цепь дополнительного сопротивления позволяет уменьшать его скорость практически не более чем на 40—50% номинальной скорости.
При таком регулировании с увеличением сопротивления реостата увеличивается величина скольжения, т. е. уменьшается число оборотов двигателя. В этом случае схема регулирования сходна со схемой пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором (см. рис.7.8) с той разницей, что регулировочный реостат должен быть рассчитай на длительную нагрузку током. Регулирование скорости с помощью добавочного сопротивления в цепи ротора приводит к неустойчивой работе электродвигателя на малых оборотах, так как при этом приходится включать большие сопротивления, что приводит к значительным колебаниям скорости при небольших изменениях момента сопротивления нагрузки. Кроме того, этот способ мало экономичен, так как увеличивает потери в роторной цепи.
Описанный способ регулирования асинхронных электродвигателей с фазным ротором применяется в тех случаях, когда работа электродвигателя с пониженной скоростью непродолжительна и когда не требуется большой точности регулирования, например для регулирования скорости движения механизмов подъемно-транспортных установок.
Регулирование скорости асинхронных электродвигателей при помощи дросселей насыщения состоит в том, что в цепь статора электродвигателя включаются реактивные сопротивления с переменной индуктивностью. Изменение индуктивности реактивных сопротивлений (дросселей) осуществляется пропусканием постоянного тока различной величины через обмотку управления дросселями (рис. 7.13, а).
Изменяемое индуктивное сопротивление в цепи статора электродвигателя позволяет получать на зажимах машины различное напряжение (рис. 7.13, б), чем достигается изменение скольжения, т. е. скорости вращения ротора. Достоинством описанного способа является плавное регулирование скорости вращения электродвигателя; недостатками — значительное уменьшение максимального вращающего момента, а также уменьшение коэффициента мощности и к. п. д. электродвигателя.
Регулирование скорости вращения асинхронного электродвигателя за счет изменения числа пар полюсов осуществляется переключением обмотки статора и является ступенчатым. Для этих целей применяют специальные асинхронные многоскоростные электродвигатели, выпускаемые промышленностью и рассчитанные на 2, 3 и 4 скорости. Так, например, четырех скорости ой электродвигатель может иметь синхронные скорости вращения 500, 750, 1000 и 1500 об/мин.

Рис. 7.13. Схема включения и регулирования скорости асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при помощи дросселей насыщения:
а — схема включения; б — механические характеристики

Рис. 7.14. Переключение проводов для изменения направления вращения асинхронного двигателя

Изменение числа пар полюсов достигают наиболее простым способом при устройстве двух независимых обмоток на статоре асинхронного электродвигателя. Такие электродвигатели выпускают с синхронными скоростями вращения 1000/1500 об/мин.
Двухскоростные электродвигатели имеют шесть, трехскоростные— девять и четырехскоростные — двенадцать выводов к переключателю полюсов.
Регулирование скорости вращения асинхронного электродвигателя изменением частоты тока требует применения специального источника переменного тока с изменяемой частотой. Этот способ еще не нашел применения для регулирования скорости электроприводов строительных машин, но является весьма перспективным при использовании для статических преобразователей частоты управляемых, полупроводниковых вентилей-тиристоров, производство которых в настоящее время развивается (о тиристорах см. гл. 10).
Изменение направления вращения асинхронного двигателя — реверсирование достигается изменением направления вращения магнитного
поля. Для этого достаточно переключить любые два провода трехфазной системы, подводящие ток к статору двигателя. На рис. 7.14 приведена схема такого переключения. При переключении трех проводов направление вращения магнитного поля статора, а следовательно, и ротора двигателя не изменится.

§ 7.9. Потери энергии и коэффициент полезного действия асинхронных электродвигателей. Коэффициент мощности двигателей

Электрическая энергия, расходуемая при работе асинхронного электродвигателя, затрачивается на полезную механическую работу и на покрытие потерь: электрических, магнитных и механических.
Потери в меди или электрические потери обусловлены нагреванием обмоток статора и ротора при протекании по ним тока. Потери в стали (магнитные потери) состоят из потерь на вихревые токи и на перемагничивание в стальных частях статора и ротора. Потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты тока, а на перемагничивание — первой степени частоты тока. Магнитные потери главным образом происходят в статоре. Потери в стали ротора ничтожно малы вследствие малой частоты его тока и поэтому ими можно пренебрегать.
Механические потери состоят из расхода энергии на трение в подшипниках, трение ротора о воздух и воздуха в вентиляционной системе электродвигателя. Эти потери зависят от скорости вращения ротора, его диаметра, типа подшипников и конструкции вентиляционной системы двигателя.
Коэффициентом полезного действия (к. п. д.) двигателя называют отношение полезной механической мощности Р3 на валу двигателя к затраченной мощности, потребляемой из сети P1
(7-8)
Так как разница между затраченной и полезной мощностью равна потерям, то формулу получения к. п. д. двигателя можно записать в следующем виде:
(7.9)
где рм — потери в меди или электрические потери; рс — потери в стали или магнитные потери;
Рмех — механические потери.
Потери в меди являются переменными, зависящими от нагрузки, вследствие того что с увеличением тока увеличивается назревание обмоток.
Потери в стали (магнитные) и механические потери являются постоянными, так как не зависят от нагрузки.
Коэффициент полезного действия двигателя изменяется в зависимости от нагрузки.
Наибольшей величины к. п. д. достигает при нагрузке, равной примерно 0,75 номинальной, а затем с увеличением нагрузки к. п. д. уменьшается вследствие увеличения электрических потерь на нагревание обмоток (рис. 7.15, а).
Большое магнитное сопротивление воздушного зазора между статором и ротором асинхронного двигателя приводит к значительной величине намагничивающего (реактивного) тока, составляющего примерно 0,4—0,7 от номинальной силы тока электродвигателя. В связи с этим двигатель всегда работает с cos φ, меньшим единицы. При полной нагрузке коэффициент мощности cos φ двигателей достигает максимальной величины 0,8—0,9 (рис. 7.15, б).

Рис. 7.15. Зависимость коэффициента мощности асинхронного двигателя от его нагрузки

С уменьшением нагрузки коэффициент мощности снижается, что объясняется малой зависимостью от нагрузки намагничивающего (реактивного) тока. Сила тока двигателя складывается из двух величин: активного тока, зависящего от нагрузки, и реактивного тока, независимого от нагрузки. Поэтому при механической недогрузке активный ток уменьшается и, следовательно, увеличивается относительная величина реактивного тока, что приводит к снижению коэффициента мощности cos φ.

Способы регулирования асинхронного двигателя.

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. Основным достоинством асинхронного двигателя является простота его конструкции и невысокая стоимость. Однако по принципу своего действия асинхронный двигатель в обычной схеме включения не допускает регулирования скорости его вращения. Особое внимание следует обратить на то, что во избежание значительных потерь энергии, а, следовательно, для короткозамкнутых асинхронных двигателей во избежание перегрева его ротора, двигатель должен работать в длительном режиме с минимальными значениями скольжения.

Рассмотрим возможные способы регулирования скорости асинхронных двигателей (см. рис.1). Скорость двигателя определяется двумя параметрами: скоростью вращения электромагнитного поля статора ω0 и скольжением s:

Рис.1. Классификация способов регулирования асинхронных двигателей Исходя из (1) принципиально возможны два способа регулирования скорости: регулирование скорости вращения поля статора и регулирование скольжения при постоянной величине ω0:

Скорость вращения поля статора определяется двумя параметрами (см.3.3): частотой напряжения, подводимого к обмоткам статора f1, и числом пар полюсов двигателя рп. В соответствии с этим возможны два способа регулирования скорости: изменение частоты питающего напряжения посредством преобразователей частоты, включаемых в цепь статора двигателя (частотное регулирование), и путем изменения числа пар полюсов двигателя. Регулирование скольжения двигателя при постоянной скорости вращения поля статора для короткозамкнутых асинхронных двигателей возможно путем изменения величины напряжения статора при постоянной частоте этого напряжения. Для асинхронных двигателей с фазным ротором, кроме того, возможны еще два способа: введение в цепь ротора добавочных сопротивлений (реостатное регулирование) и введение в цепь ротора добавочной регулируемой э.д.с. посредством преобразователей частоты, включаемых в цепь ротора (асинхронный вентильный каскад и двигатель двойного питания).

В настоящее время благодаря развитию силовой преобразовательной техники созданы и серийно выпускаются различные виды полупроводниковых преобразователей частоты, что определило опережающее развитие и широкое применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Основными достоинствами этой системы регулируемого электропривода являются:

плавность регулирования и высокая жесткость механических характеристик, что позволяет регулировать скорость в широком диапазоне;

— экономичность регулирования, определяемая тем, что двигатель работает с малыми величинами абсолютного скольжения, и потери в двигателе не превышают номинальных;

Недостатками частотного регулирования являются сложность и высокая стоимость (особенно для приводов большой мощности) преобразователей частоты и сложность реализации в большинстве схем режима рекуперативного торможения.

Подробно принципы и схемы частотного регулирования скорости асинхронного двигателя рассмотрены ниже.

Изменение скорости переключением числа пар полюсов асинхронного двигателя позволяет получать несколько (от 2 до 4) значений рабочих скоростей, т.е. плавное регулирование скорости и формирование переходных процессов при этом способе невозможно.

Поэтому данный способ имеет определенные области применения, но не может рассматриваться, как основа для построения систем регулируемого электропривода.

2. Частотное регулирование асинхронных электроприводов:

Принципиальная возможность регулирования угловой скорости асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения вытекает из формулы ω = 2π f1 (1 — s)/p. При регулировании частоты также возникает необходимость регулирования амплитуды напряжения источника, что следует из выражения U1 ≈ Е1 = kФf1. Если при неизменном напряжении изменять частоту, то поток будет изменяться обратно пропорционально частоте. Так, при уменьшении частоты поток возрастет, и это приведет к насыщению стали машины и как следствие к резкому увеличению тока и превышению температуры двигателя; при увеличении частоты поток будет уменьшаться и как следствие будет уменьшаться допустимый момент.

Для наилучшего использования асинхронного двигателя при регулировании угловой скорости изменением частоты необходимо регулировать напряжение одновременно в функции частоты и нагрузки, что реализуемо только в замкнутых системах электропривода. В разомкнутых системах напряжение регулируется лишь в функции частоты по некоторому закону, зависящему от вида нагрузки. Частотное регулирование угловой скорости электроприводов переменного тока с двигателями с короткозамкнутым ротором находит все большее применение в различных отраслях техники. Например, в установках текстильной промышленности, где с помощью одного преобразователя частоты, питающего группу асинхронных двигателей, находящихся в одинаковых условиях, плавно и одновременно регулируются их угловые скорости. Примером другой установки с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором могут служить транспортные рольганги в металлургической промышленности, некоторые конвейеры и др.

Частотное регулирование угловой скорости асинхронных двигателей широко применяется в индивидуальных установках, когда требуется получение весьма высоких угловых скоростей (для привода электрошпинделей в металлорежущих станках с частотой вращения до 20 000 об/мин).

Экономические выгоды частотного регулирования особенно существенны для приводов, работающих в повторно-кратковременном режиме, где имеет место частое изменение направления вращения с интенсивным торможением.

Для осуществления частотного регулирования угловой скорости находят применение преобразователи, на выходе которых по требуемому соотношению или независимо меняется как частота, так и амплитуда напряжения. Преобразователи частоты можно разделить на электромашинные и вентильные. В свою очередь электромашинные преобразователи могут быть выполнены с промежуточным звеном постоянного тока и непосредственной связью. В последних используют коллекторную машину переменного тока, на вход которой подают переменное напряжение с постоянной частотой и амплитудой, а на выходе ее получают напряжение с регулируемой частотой и амплитудой. Электромашинные преобразователи с непосредственной связью практического применения не получили.

Что такое асинхронный электродвигатель определение. Регулирование скорости асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели переменного тока являются самыми применяемыми электродвигателями абсолютно во всех хозяйственных сферах. В их преимуществах отмечается конструктивная простота и небольшая цена. При этом немаловажное значение имеет регулирование скорости асинхронного двигателя. Существующие способы показаны ниже.

Согласно структурной схеме скоростью электродвигателя можно управлять в двух направлениях, то есть изменением величин:

скорость электромагнитного поля статора;
скольжение двигателя.

Первый вариант коррекции, используемый для моделей с короткозамкнутым ротором, осуществляется за счет изменения:

частоты,
количества полюсных пар,
напряжения.

В основе второго варианта, применяемого для модификации с фазным ротором, лежат:

изменение напряжения питания;
присоединение элемента сопротивления в цепь ротора;
использование вентильного каскада;
применение двойного питания.

Вследствие развития силовой преобразовательной техники на текущий момент в широком масштабе изготовляются всевозможные виды частотников, что определило активное применение частотно-регулируемого привода. Рассмотрим наиболее распространённые методы.

Всего десять лет назад в торговой сети регуляторов частоты вращения скорости ЭД было небольшое количество. Причиной тому служило то, что тогда ещё не производились дешёвые силовые высоковольтные транзисторы и модули.

На сегодня частотное преобразование – самый распространённый способ регулирования скорости двигателей. Трёхфазные преобразователи частоты создаются для управления 3-фазными электродвигателями.

Однофазные же двигатели управляются:

специальными однофазными преобразователями частоты;
3-фазными преобразователями частоты с устранением конденсатора.

Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя

Для двигателей повседневного предназначения легко можно выполнить необходимые расчеты, и своими руками произвести сборку устройства на полупроводниковой микросхеме. Пример схемы регулятора электродвигателя приведён ниже. Такая схема позволяет добиться контроля параметров приводной системы, затрат на техническое обслуживание, снижения потребления электричества наполовину.

Принципиальная схема регулятора оборотов вращения ЭД для повседневных нужд значительно упрощается, если применить так называемый симистор.

Обороты вращения ЭД регулируются с помощью потенциометра, определяющего фазу входного импульсного сигнала, открывающего симистор. На изображении видно, что в качестве ключей применяются два тиристора, подключённых встречно-параллельно. Тиристорный регулятор оборотов ЭД 220 В достаточно часто применяется для регулирования такой нагрузки, как диммеры, вентиляторы и нагревательная техника. От оборотов вращения асинхронного ЭД зависят технические показатели и эффективность работы двигательного оборудования.

Частота вращения ротора равна

При этом, синхронная частота вращения зависит от частоты напряжения и числа пар полюсов

Рассмотрим основные способы регулировки.

Регулирование скорости с помощью изменения активного сопротивления в цепи ротора

Этот способ регулирования скорости применим в двигателях с фазным ротором . При этом в цепь обмотки ротора включается реостат, которым можно плавно увеличивать сопротивление. С увеличением сопротивления, скольжение двигателя растёт, а скорость падает. Таким образом, обеспечивается регулировка скорости вниз от естественной характеристики.

Регулирование скорости двигателя с помощью изменения напряжения питания

Кроме автотрансформатора, можно использовать тиристорный регулятор напряжения.

Регулирование скорости с помощью изменения частоты питания

При снижении частоты напряжения, перегрузочная способность двигателя будет падать, чтобы этого не допустить, требуется повысить величину напряжения U 1 . Значение на которое нужно повысить, зависит от того какой привод. Если регулирование производится с постоянным моментом нагрузки на валу, то напряжение нужно изменять пропорционально изменению частоты (при снижении скорости). При увеличении скорости этого делать не следует, напряжение должно оставаться на номинальном значении, иначе это может причинить вред двигателю.

Если регулирование скорости производится с постоянной мощностью двигателя (например, в металлорежущих станках), то изменение напряжения U 1 необходимо производить пропорционально квадратному корню изменения частоты f 1 .

При регулировании установок с вентиляторной характеристикой , необходимо изменять подводимое напряжение U 1 пропорционально квадрату изменения частоты f 1 .

Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов

На современном этапе развития промышленности возникла необходимость для создания управления темпом вращения различными методами и устройствами. Для этого используется регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя.

Электронный трансформатор

Для чего нужно регулировка вращающей скорости?

для изменения расхода воздуха вентиляционной системы;
управление производительностью насосов;
регулирование скоростью отдельных движущих деталей устройства;
экономия электроэнергии;
позволяет уменьшить степень шума;
для уровня нужной производительности.

Регулирование скорости асинхронного двигателя может происходить несколькими способами. Самыми популярными являются:

Изменение частоты рабочего тока

Скорость вращения АД возможно настраивать методом изменения частоты переменного тока.
Регулятор осуществляет изменения скорости вращения. Частотное регулирование происходит с помощью полупроводниковых преобразователей. Принцип действия основывается на частоте, которая зависит от частоты питания.

Определить скорость можно по формуле: n 1 = 60 f/p , где n 1 – значение частоты вращения, p – пары полюсов статора, f – частота питания, 60 – показатель вычисления мерности.

Для работы двигателя без потерь происходит изменения частоты, напряжения. Последнее зависит от моментов нагрузки. При непрерывной нагрузке, соразмерными становятся напряжение и частота. Частотный регулятор повышает и понижает электрообороты большим масштабом. Благодаря этому, они довольно часто применяются в оборудовании. Например, многоконтактные станки. Скорость вращения электродвигателя приводит в движении намоточный вал, который регулируется полупроводниковым преобразователем.

Принцип действия заключается в двойном преобразовании. В механизм входит выпрямитель, импульсный инвертор, система управления. Синусоидальный поток становится постоянным и поступает на инвертор. Инвертор состоит из переключателей, из них напряжение идёт на статор. Постоянный ток становится переменным необходимой частоты. Параметры устанавливаются модулем управления.

Регулирование скорости числом пар полюсов

Один из популярных методов управления асинхронными двигателями с короткозамкнутыми роторами. Способ действия: уложить в пазы дополнительные обмотки, уменьшив сечение провода. Что ведёт к уменьшению номинального напряжения. Усложняются коммутация и энергетические характеристики.

Высокоскоростные двигатели имеют от 2 до 4 скоростей. Они оборудуют лифты, станки, насосы, вентиляторы.

Регулировка с автотрансформатором

В основе данного способа представлен обыкновенный трансформатор, с отводками от витков и одной электрообмоткой. Экономность происходит по причине неимения повторной обмотки.

Регулятор имеет до 6 стадий. Выходное напряжение будет не искажённым. Трансформатор выдерживает перегрузки. При этом занимает большие размеры.

Электропреобразователи для однофазных АД

Регулятор частоты для однофазного устройства

Частотное регулирование является основным методом регулирования мощности асинхронных электродвигателей. Предназначается для трёхфазных АД.

Для однофазных механизмов применяются специальные однофазные преобразователи. Их производит фирма INVERTEK DRIVES.

Специализированный частотный электропреобразователь обеспечивает высокоинтеллектуальное управление. Характеристика функций: поддержка водяного напора, расходование воздуха, регулировка скоростью, сбережение двигателя и удобный интерфейс. Однако стоимость преобразователя дорогая.

Для однофазного двигателя можно взять трёхфазный прибор с удалением из него конденсатора. Но при этом длительность работы уменьшиться из-за нагревания обмоток и допустимых замыканий. Преимущества применения очень большой выбор приборов, их низкая стоимость.

Регулирование на основе тиристора

Используется два тиристора или симистр. Тиристоры включены одновременно, каждый из них проводит полуволну.

В основе системы лежат моменты открытия и закрытия тиристоров. Вначале волны напряжения убирается часть, значение тока имеет изменения. Такая схема применяется в лампах накаливания, димерах.

Управление методом пропуска полупериодов волны напряжения

Устанавливается защитная цепь LRC для защиты ключа силы, для которого используется дроссели, конденсаторы и резисторы. При введении резистора в цепь, мощность теряется. Жёсткость механических характеристик снижается с уменьшением частоты вращения. На выходе добавляется конденсатор, который корректирует форму волны и ограничит мощность напряжения. Тиристоры лучше использовать с большей мощностью для обеспечения беспроблемного старта.

Преимуществом использования тиристоров является их недорогая цена и маленькие размер, вес. К недостаткам можно отнести предпочтительнее применение для маломощных двигателей, возникновение рывков, шума и треска в процессе работы.

Электронный трансформатор

ШИМ-регулятор работает по принципу широтной импульсной модуляции. Каскадом на выходе применяются полевые или биполярные транзисторы.

Транзисторы на выходе коммутируются с высокой частотой, при смене ширины импульса и времени между ними, изменения касаются напряжения на нагрузке в результате. При коротком импульсе и длинной паузе, напряжение уменьшается и мощность тоже.

Электронный трансформатор занимает меньшее пространство, обладает небольшим весом, стоит недорого. Ток выходит в чистой, неискаженной форме. На низком обороте отсутствует гул. Но прибор должен находиться на расстоянии до 5 метров или можно установить дистанционный регулятор. Можно сделать регулятор своими руками, ничем не хуже промышленного механизма. Его использовать в основе схемы, по которой собрать готовый регулятор.

Разнообразие регуляторов скорости вращения позволяют выбрать подходящий вариант для конкретного устройства. Это обеспечит продуктивность работы высокоскоростного асинхронного электродвигателя.

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

1500 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

· напряжения подаваемого на статор,

· вспомогательного сопротивления цепи ротора,

· числа пар полюсов,

· частоты рабочего тока.

· укладывание сразу нескольких обмоток с разными числами пар полюсов в общие пазы статора,

· применение специальной намотки с возможностью переключения существующих обмоток под нужное число пар полюсов.

Обычно многоскоростные двигатели выпускаются на 2, 3 или 4 скорости вращения, причем 2-х скоростные двигатели выпускаются с одной обмоткой на статоре и с переключением числа пар полюсов в отношении 2: 1 = р2: pt , 3-х скоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, из которых одна выполняется с переключением 2: 1 = Рг: Pi , 4-х скоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, каждая из которых выполняется с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1. Многоскоростными электродвигателями оснащаются различные станки, грузовые и пассажирских лифты, они используются для приводов вентиляторов, насосов и т.д.

3.Схема нереверсивного управления пуском трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором.

http://www.ngpedia.ru/pngs/016/0166rYE3L7C0J713C9B4.png\

3) три реле времени /РВ, 2PS и ЗРВ маятникового типа, механически сочлененные соответственно с контакторами К, /У и 2У;
4) кнопки «стоп» и «пуск».
В исходном положении, когда двигатель отключен, все контакторы выключены и в цепь каждой фазы ротора включено суммарное сопротивление гр\ + rp2 + грз всех трех ступеней пускового реостата. При нажатии кнопки «пуск» замыкается цепь катушки контактора К, контактор срабатывает и начинается первый этап пуска двигателя при полном сопротивлении в цепи ротора. Контактор К, срабатывая, приводит в действие механически сочлененное с ним реле времени IP В. Спустя /) секунд это реле замкнет свой контакт в цепи включающей катушки контактора /У.
Контактор 1У срабатывает, и в цепи ротора двигателя останутся включенными сопротивления гр2 + г„3 двух ступеней реостата. Этим начинается второй этап пуска двигателя. Контактор /У приведет в действие сочлененное с ним реле 2РВ, которое через 12 секунд замкнет свой контакт в цепи катушки контактора 2У. Контактор 2У сработает и выключит вторую ступень реостата. В цепи ротора останется включенным только сопротивление грз- Контактор 2У приведет в действие реле ЗРВ и спустя ta секунд замкнется цепь катушки контактора ЗУ. Последний сработает и замкнет обмотки ротора двигателя накоротко, чем и будет завершен процесс пуска двигателя.
При отключении двигателя надо нажать кнопку «стоп». При этом потеряют питание катушки контакторов К, /У, 2У и ЗУ. Контакторы отключатся и вся схема возвратится в исходное положение.
Выше были рассмотрены относительно простые схемы управления асинхронными двигателями. На практике применяются также более сложные схемы, позволяющие управлять процессом пуска, торможения, регулирования и стабилизации скорости электроприводов с двигателями постоянного и переменного тока.
Рис. 18 8. Схема управления пуском нереверсивного асинхронного двигателя с фазным ротором

4. Внутренние РУ

Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, служащая для приёма и распределения электрической энергии одного класса напряжения.

Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, вспомогательные устройства РЗиА и средства учёта и измерения

Cпособы регулирования скорости асинхронного двигателя

скорость электромагнитного поля статора;
скольжение двигателя.

частоты,
количества полюсных пар,
напряжения.

В основе второго варианта, применяемого для модификации с фазным ротором, лежат:

изменение напряжения питания;
присоединение элемента сопротивления в цепь ротора;
использование вентильного каскада;
применение двойного питания.

Частотное регулирование

Однофазные же двигатели управляются:

специальными однофазными преобразователями частоты;
3-фазными преобразователями частоты с устранением конденсатора.

Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя

Заключение

На технорынке сегодня предлагаются в большом ассортименте регуляторы и частотные преобразователи для асинхронных электродвигателей переменного тока.

Управление способом варьирования частоты на данный момент – самый оптимальный способ, т. к. он позволяет плавно регулировать скорость асинхронного ЭД в широчайшем диапазоне, без значительных потерь и снижения перегрузочных способностей.

Тем не менее, на основе расчёта, можно самостоятельно собрать простое и эффективное устройство с регулированием оборотов вращения однофазных электродвигателей с помощью тиристоров.

От чего зависят обороты асинхронного двигателя. Регулирование скорости асинхронного двигателя

Наиболее распространены следующие способы регулирования скорости асинхронного двигателя : изменение дополнительного сопротивления цепи ротора, изменение напряжения, подводимого к обмотке статора, двигателя изменение частоты питающего напряжения, а также переключение числа пар полюсов.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя путем введения резисторов в цепь ротора

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя переключение числа пар полюсов

Ступенчатое регулирование скорости можно осуществить, используя специальные .

Из выражения n о = 60f /р следует, что при изменении числа пар полюсов р получаются механические характеристики с разной частотой вращения n о магнитного поля статора. Так как значение р определяется целыми числами, то переход от одной характеристики к другой в процессе регулирования носит ступенчатый характер.

Существует два способа изменения числа пар полюсов. В первом случае в пазы статора укладывают две обмотки с разным числом полюсов. При изменении скорости к сети подключается одна из обмоток. Во втором случае обмотку каждой фазы составляют из двух частей, которые соединяют параллельно или последовательно. При этом число пар полюсов изменяется в два раза.

Рис. 7. Схемы переключения обмоток асинхронного двигателя: а — с одинарной звезды на двойную; б — с треугольника на двойную звезду

Регулирование скорости путем изменения числа пар полюсов экономично, а механические характеристики сохраняют жесткость. Недостатком этого способа является ступенчатый характер изменения частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Выпускаются двухскоростные двигатели с числом полюсов 4/2, 8/4, 12/6. Четырехскоростной электродвигатель с полюсами 12/8/6/4 имеет две переключаемые обмотки.

Использованы материалы книги Дайнеко В.А., Ковалинский А.И. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий.

· напряжения подаваемого на статор,

· вспомогательного сопротивления цепи ротора,

· числа пар полюсов,

· частоты рабочего тока.

· укладывание сразу нескольких обмоток с разными числами пар полюсов в общие пазы статора,

Обычно многоскоростные двигатели выпускаются на 2, 3 или 4 скорости вращения, причем 2-х скоростные двигатели выпускаются с одной обмоткой на статоре и с переключением числа пар полюсов в отношении 2: 1 = р2: pt , 3-х скоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, из которых одна выполняется с переключением 2: 1 = Рг: Pi , 4-х скоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, каждая из которых выполняется с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1. Многоскоростными электродвигателями оснащаются различные станки, грузовые и пассажирских лифты, они используются для приводов вентиляторов, насосов и т.д.

3.Схема нереверсивного управления пуском трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором.

http://www.ngpedia.ru/pngs/016/0166rYE3L7C0J713C9B4.png\

4. Внутренние РУ

Электронный трансформатор

Для чего нужно регулировка вращающей скорости?

для изменения расхода воздуха вентиляционной системы;
управление производительностью насосов;
регулирование скоростью отдельных движущих деталей устройства;
экономия электроэнергии;
позволяет уменьшить степень шума;
для уровня нужной производительности.

Изменение частоты рабочего тока

Регулирование скорости числом пар полюсов

Высокоскоростные двигатели имеют от 2 до 4 скоростей. Они оборудуют лифты, станки, насосы, вентиляторы.

Регулировка с автотрансформатором

Электропреобразователи для однофазных АД

Регулятор частоты для однофазного устройства

Регулирование на основе тиристора

Используется два тиристора или симистр. Тиристоры включены одновременно, каждый из них проводит полуволну.

Управление методом пропуска полупериодов волны напряжения

Преимуществом использования тиристоров является их недорогая цена и маленькие размер, вес. К недостаткам можно отнести предпочтительнее применение для маломощных двигателей, возникновение рывков, шума и треска в процессе работы.

Электронный трансформатор

Транзисторы на выходе коммутируются с высокой частотой, при смене ширины импульса и времени между ними, изменения касаются напряжения на нагрузке в результате. При коротком импульсе и длинной паузе, напряжение уменьшается и мощность тоже.

3000 оборотов в минуту

1500 оборотов в минуту

1000 оборотов в минуту

750 оборотов в минуту

500 оборотов в минуту

Частота вращения ротора равна

При этом, синхронная частота вращения зависит от частоты напряжения и числа пар полюсов

Рассмотрим основные способы регулировки.

Регулирование скорости с помощью изменения активного сопротивления в цепи ротора

Этот способ регулирования скорости применим в двигателях с фазным ротором . При этом в цепь обмотки ротора включается реостат, которым можно плавно увеличивать сопротивление. С увеличением сопротивления, скольжение двигателя растёт, а скорость падает. Таким образом, обеспечивается регулировка скорости вниз от естественной характеристики.

Регулирование скорости двигателя с помощью изменения напряжения питания

Кроме автотрансформатора, можно использовать тиристорный регулятор напряжения.

Регулирование скорости с помощью изменения частоты питания

Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов

симистор — Как мне исправить схему управления скоростью асинхронного двигателя?

симистор — Как исправить цепь управления скоростью асинхронного двигателя? — Обмен электротехнического стека

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

0
+0
Авторизоваться Подписаться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 2 месяца назад

Просмотрено 58 раз

\ $ \ begingroup \ $

Используемый вами оптоизолятор не будет правильно работать при реверсировании напряжения.

Переход база-эмиттер изолятора выйдет из строя всего лишь при отрицательном напряжении в несколько вольт, а затем подаст ток на симистор, поэтому включите его и получите результат, который вы видите.

ответ дан 23 июн в 23:22

Кевин УайтКевин Уайт

24.4k11 золотых знаков3535 серебряных знаков5151 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 6 \ $ \ begingroup \ $

Я отключил виртуальную оптопару для MOC8101_BASSO, и все заработало отлично.

Создан 23 июня в 22:26

\ $ \ endgroup \ $ 1 \ $ \ begingroup \ $

Лучшее управление симистором — это управление им с помощью отрицательного источника питания и сохранение оптотранзистора. Таким образом, вы сохраняете драйвер низкого напряжения и управляете симистором на Q2 и Q3.Требуется добавить проводку к блоку питания для получения отрицательного напряжения, но с точки зрения устойчивости топологии это приводит к лучшим результатам, особенно в отношении помехоустойчивости, потому что оптитриаки обычно не подходят для dv / dt.

4 июл в 11:11

\ $ \ endgroup \ $ Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Регулировка скорости трехфазного асинхронного двигателя

Как контролировать скорость трехфазного асинхронного двигателя? Метод управления скоростью включает в себя: изменение количества полюсов, регулировку напряжения статора, преобразование частоты статора, каскадное регулирование скорости, регулирование скорости двойной подачи, гидравлическую муфту, электромагнитную скользящую муфту и т. Д.
Фактическая скорость трехфазного асинхронного двигателя определяется как n = n _с (1 — с) = 120 f / p (1 с). Из формулы видно, что скорость 3-х фазного асинхронного двигателя может быть изменена путем изменения количества полюсов асинхронного двигателя «p», скольжения «s» и частоты источника питания «f».

Управление скоростью с изменением полюсов
Как показано в формуле n _s = 120f / p, он может изменять синхронную скорость двигателя, изменяя количество полюсов обмотки статора, тем самым изменяя скорость вращения.Управление скоростью с переключением полюсов в основном используется в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором. Регулятор скорости с переключением полюсов имеет следующие характеристики:

Более жесткие механические характеристики и хорошая стабильность
Отсутствие потерь при скольжении и высокая эффективность
Простая разводка, удобное управление и невысокая цена

Но нельзя добиться плавного регулирования скорости этим методом из-за большой разницы в уклонах. Следовательно, его можно использовать с управлением скоростью по напряжению и электромагнитной скользящей муфтой, чтобы получить более эффективную характеристику плавного регулирования скорости.
Этот метод подходит для производственного оборудования без плавного регулирования скорости, такого как металлорежущие станки, подъемники, краны, вентиляторы, водяные насосы и так далее.

Регулирование скорости скольжения
1. Изменение напряжения статора
Крутящий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения статора. То есть изменение напряжения статора может изменить механическую характеристику и крутящий момент двигателя.
Этот метод не подходит для обычного двигателя с короткозамкнутым ротором, потому что его сопротивление ротора очень мало, и ток будет быстро расти на низкой скорости.
Но его можно использовать для асинхронного двигателя с обмоткой за счет последовательного сопротивления или частого варистора в цепи ротора для уменьшения нагрева двигателя.
2. Изменение сопротивления ротора
Этот метод регулирования скорости применим только к обмоточному двигателю. В цепи ротора асинхронного двигателя, включенного последовательно с сопротивлением, когда нагрузка фиксирована, чем больше сопротивление, тем ниже скорость двигателя. Чем меньше сопротивление, тем выше скорость.
Этот метод прост, легок в управлении и требует небольших начальных вложений.Но сила скольжения расходуется на сопротивление за счет нагрева. Он также обладает мягкими механическими характеристиками.
3. Каскадное регулирование скорости
В настоящее время каскадное регулирование скорости использует схему каскадного управления инвертора SCR и имеет следующие преимущества: усиление механических характеристик, низкое падение напряжения выпрямителя, малое пространство, отсутствие вращающейся части, низкий уровень шума, простой поддержание. Это один из методов управления скоростью двигателя с фазным сердечником.
У него тоже есть свой минус. То есть контур ротора оборудован реактором для фильтра, поэтому коэффициент мощности низкий.

Регулирование скорости с переменной частотой
Согласно формуле скорости асинхронного двигателя, можно видеть, что, когда скольжение s остается постоянным, скорость n двигателя в основном пропорциональна частоте сети f . Следовательно, изменение частоты f может плавно регулировать скорость асинхронного двигателя. Изменение частоты источника питания — это экономичный метод регулирования скорости, а также один из самых популярных способов управления скоростью асинхронного двигателя.
Регулирование скорости с переменной частотой вращения — это способ изменить частоту сети статора двигателя, а затем изменить его синхронную скорость. Основным оборудованием системы частотно-регулируемого управления скоростью является преобразователь частоты или частотно-регулируемый привод (VFD), который обеспечивает преобразование частоты для источника питания. Частотно-регулируемые приводы можно разделить на две категории: частотно-регулируемые приводы переменного-постоянного-переменного тока и частотно-регулируемые приводы переменного-переменного тока.

В настоящее время широко используемые частотно-регулируемые приводы используют цифровую технологию и стремятся к миниатюризации, высокой надежности и точности.В приложениях он не только обеспечивает значительную эффективность энергосбережения, но также имеет следующие характеристики:

Высокоточное плавное регулирование скорости.
Полная функция защиты, способная отображать неисправность посредством самодиагностики и простое обслуживание.
Запуск напрямую от сети, с большим пусковым моментом и малым пусковым током, которые уменьшают воздействие на электросеть и оборудование, и с функцией подъемного момента, что позволяет экономить устройство плавного пуска.
Высокий коэффициент мощности и устройство компенсации конденсатора.

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя с помощью … | Однофазный асинхронный двигатель

Пример: индустрия туризма

Найдено 35 бесплатных книг

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя

Использование ступенчатого … article.sciencepublishinggroup.com Циклоконвертер

использовался на однофазном асинхронном двигателе , и результат показывает, что он может изменять скорость асинхронного двигателя .Ключевые слова: Циклоконвертер, асинхронный двигатель , двигатель Скорость вращения, тиристоры, переменная частота 1. Введение Однофазные асинхронные двигатели широко используются во многих моделях

.
Фазы, однофазные, моторные, индукционные, асинхронные двигатели, Однофазные асинхронные двигатели, Однофазные индукционные двигатели

Цепь реверсивного пускателя для однофазных асинхронных двигателей chainganger.co.uk
Реверсивная цепь пускателя для однофазных асинхронных двигателей Обновлено 1 сентября 2008 г. Большинство однофазных электродвигателей устанавливаются на станки, компрессоры и т. Д.беличья клетка … фаза трехфазного двигателя вышла из строя или отключилась.

Фазы, одиночные, электродвигатели, пускатели, цепи, индукционные, реверсивные, однофазные, фазные двигатели, реверсивные цепи стартера для однофазных индукционных двигателей

Использование микроконтроллера AVR ATmega16 — ijert.org
www.ijert.org
состоит из однофазного асинхронного двигателя , реле, источника питания, микроконтроллера, датчика тока, датчика температуры, потенциометра, ЖК-дисплея и зуммера. Результаты на ЖК-дисплее A.Температура Если температура асинхронного двигателя выше 50 градусов, то обнаруживается перегрев и двигатель останавливается …

Фазы, однофазные, моторные, индукционные, асинхронные двигатели, однофазные асинхронные двигатели

Информация о паспортной табличке двигателя NEMA v / s IEC … www.pdhonline.com
Информация на паспортной табличке двигателя … У вас либо одинарный — фазный , либо 3 — фазный двигатель . №6: ОБОРОТЫ ПОЛНОЙ НАГРУЗКИ … Скорость асинхронного двигателя всегда меньше синхронной скорости, и она падает при увеличении нагрузки. Например, для синхронной скорости 1800 об / мин асинхронный двигатель может иметь скорость при полной нагрузке

Фазы, информация, паспортные таблички, имя, понимание, одиночный, двигатель, индукция, асинхронные двигатели, понимание информации с паспортной таблички двигателя, фазовые двигатели, понимание информации с паспортной таблички двигателя nema

Измерение и анализ работы одиночного www.brown.edu
Измерение и анализ работы однофазного асинхронного двигателя В классе I показал вам каркас четырехполюсного однофазного двигателя ¼ HP с различными ступенями

Фазы, Анализ, Операции, Измерение, Одиночный, Двигатель, Индукционный, Однофазный, Однофазный асинхронный двигатель, Измерение и анализ работы

Однофазный асинхронный двигатель 1-Введение www.uomisan.edu.iq
Однофазный асинхронный двигатель 1-Введение Однофазный индукционный двигатель – — это наиболее часто используемый двигатель для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д. 1.1 Конструкция Конструкция однофазного асинхронного двигателя состоит из статора и ротора. …

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, фазные индукционные, однофазные асинхронные двигатели

Однофазный асинхронный двигатель — stav přístrojové a… elektro.fs.cvut.cz
Однофазный асинхронный двигатель Однофазный асинхронный двигатель — это наиболее часто используемый двигатель для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д. Статор электродвигателя с одной фазой — имеет многослойный железный сердечник с двумя перпендикулярно расположенными обмотками.

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, фазные индукционные, фазные двигатели, однофазные асинхронные двигатели

Таблица номинальных значений тока двигателя — Sprecher + Schuh www.sprecherschuh.com
Таблица номинальных значений тока двигателя Серии CA4, CA7, CA6 и CA5 … используйте фактический ток двигателя , указанный на паспортной табличке двигателя . Используйте эту таблицу только в качестве руководства Мощность, 60 Гц, асинхронный двигатель переменного тока Однофазный Трехфазный 115 В 230 В 200 В 230 В 380-415 В 460 В 575 В

Диаграмма, фазы, ток, одиночный, двигатель, номинальные значения, индукция, таблица номинальных значений тока двигателя, однофазный асинхронный двигатель

МАРКИРОВКА КЛЕММ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ ПРОВОДКИ … www.rses.org
Основная обмотка однофазного двигателя — обозначена Т1, Т2, Т3 и Т4, а вспомогательная обмотка — Т5, Т6, Т7 и Т8, чтобы отличить ее от двигателя с четвертью фазы , в котором используется нечетная числа для одной фазы и четные числа для другой фазы †

Фазы, внутренние, одиночные, электродвигатели, маркировка, клеммы, электропроводка, схемы, маркировка клемм и схемы внутренней проводки, фазные двигатели

ТЕОРИЯ, ПОСТРОЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ geosci.uchicago.edu
ТЕОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ 1. ГЛАВА 1 ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ … семейство электрических вращающихся машин. Другими членами этого семейства являются электродвигатель или генератор постоянного тока , асинхронный электродвигатель или генератор и ряд производных от всех этих трех. Что общего у всех членов этой семьи … ТРИ ФАЗА ЦЕПИ 11

Фазы, операции, конструкция, двигатель, теория, индукция и работа, асинхронные двигатели

Подобные запросы

Однофазный асинхронный двигатель, Асинхронный двигатель, Двигатель, Однофазная индукция, Реверсивная цепь пускателя для однофазной индукции, Однофазный, Фазный, Фазный двигатель, Управление однофазным асинхронным двигателем, Индукционный, Однофазный, Однофазный индукционный, Фазная индукция, Основные сведения о двигателе, Фазный асинхронный двигатель, Многофазный асинхронный двигатель переменного тока, ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И РАЗНАЯ СКОРОСТЬ, Общие сведения о паспортной табличке двигателя NEMA, Общие сведения о паспортной табличке двигателя, Однофазный асинхронный двигатель, Глава 7 Однофазные двигатели, Замена однофазных ACIM с тремя, Измерение и анализ работы, Однофазный асинхронный двигатель, Однофазные асинхронные двигатели, Однофазный двигатель, Однофазные двигатели, Многофазный асинхронный двигатель, Многофазный асинхронный двигатель Многофазный асинхронный двигатель, Таблица номинальных значений тока двигателя, Однофазный асинхронный двигатель, Устранение неисправностей асинхронных двигателей, Siemens, МАРКИРОВКА НА КЛЕММАХ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ ПРОВОДКИ, ОДНОФАЗНЫЙ, T ОБСЛУЖИВАНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ, Альтернативы фазового регулирования для однофазных, однофазных электрических двигателей, ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ, однофазных электродвигателей.погружные насосы, таблицы защиты цепей электродвигателей

Блок-схема силовой и управляющей цепей драйвера асинхронного двигателя.

Фрукты и овощи созревают в определенное время года и должны быть спелыми для употребления. Однако в краткосрочный период созревания некоторые свежие овощи и фрукты, количество которых превышает потребляемое количество, портятся до того, как их можно будет употребить в пищу. Наиболее распространенным методом хранения является сбор созревших фруктов и овощей и сушка излишков для последующего использования.В последние годы, когда технология быстро развивалась, вместо сушки на солнце создаются решения, в которых процессы сушки управляются автоматически с использованием кинематики сушки продуктов. Самые последние технологии управляют процессом сушки путем измерения веса влажных и высушенных продуктов во время нагрева. Кроме того, различные типы духовок, такие как микроволновые печи, пытаются повысить эффективность процесса сушки. Это довольно сложные решения. В этом исследовании разработана интеллектуальная система, которая управляет процессом сушки в режиме реального времени, используя влажность окружающей среды вместо веса вместе с кинематикой сушки продукта.Таким образом, сложность системы упрощается. Кроме того, общая продолжительность процесса сушки точно оценивается на основе содержания влаги в окружающей среде и модели сушки продукта. В ходе исследования, во-первых, были собраны данные о стадии сушки с экспериментами, проведенными для каждого продукта. Эти данные были обработаны в среде Matlab, и для каждого продукта была разработана модель сушки с методом аппроксимации кривой. Модели сушки, разработанные в ходе исследования, были загружены в процессор интеллектуальной печи, и весь процесс сушки контролировался в режиме реального времени.С помощью разработанного системного решения при запуске процесса время сушки оценивается в соответствии с обработанным количеством и типом продукта, а время сушки процесса сушки оценивается с использованием содержания влаги в окружающей среде и модели сушки. продукта. Таким образом можно спланировать этапы предварительной и последующей сушки.

2113 — Контроль скорости двигателя для трехфазных асинхронных двигателей
2113 — Контроль скорости двигателя для трехфазных асинхронных двигателей — доктор Годфрид-Виллем Раес
Др.Годфрид-Виллем RAES

Kursus Experimentele Muziek : Boekdeel 2: Живая электроника

Hogeschool Gent: Отделение музыки и драмы

2113:

см. Также: 2117

Приложение

<Контроль скорости трехфазных асинхронных двигателей>

Скорость обычного трехфазного асинхронного двигателя зависит от частоты. напряжения питания. Следовательно, изменение скорости такого двигателя требует сборки 3-х фазный преобразователь промышленной частоты.Драйвер может быть реализован с использованием мощности МОП-транзисторы (или IGTB), способные работать с высоким напряжением и с высокой скоростью переключения. Сгенерированная частота может быть запрограммирована в небольшом контроллере PIC и даже в быстром базовом штампе.

Обратите внимание, что при более низких частотах, чем нормальные, напряжение должно быть уменьшено. пропорционально. Если вы забудете об этом, двигатель может перегреться и со временем даже Выгореть. (См. Примечание внизу этого абзаца). Схемы, показанные здесь служат чисто образовательным целям (хотя и работают!) и не всегда самое подходящее и самое безопасное решение.

Для биполярной схемы привода, показанной ниже, двигатель должен быть соединен треугольником.

Используемые оптопары могут быть либо TIL111, либо CNY17-2. Не пытайтесь сэкономить на трансформаторы: это очень маленькие и дешевые типы (2 ВА достаточно) и плавающий способ их подключения (отсутствие заземленных отрицательных полюсов!). к этому дизайну. Будьте осторожны, играя с такой схемой, так как везде высокое напряжение. Цифровой вход и микроконтроллер полностью оптически изолированы от силовых цепей.

Битовый шаблон, который будет запрограммирован в программном обеспечении контроллера, может выглядеть следующим образом:

Обратите внимание на фазовый сдвиг на 120 градусов. Паттерн был разработан, чтобы генерировать много гармонического искажения третьей волны на результирующей волне, тем самым увеличивая среднеквадратичное значение напряжение на обмотках двигателя.

Если вы хотите, чтобы двигатель был соединен по схеме Y, проблема будет в том, что вам нужно гораздо более высокое напряжение для работы. Используя трехфазный выпрямительный мост, вы можете конечно, используйте выпрямленный трехфазный сетевой ток, но это предполагает его наличие.В качестве альтернативы можно использовать изоляционный трансформатор 230 В / 400 В. Тем не мение, в конце концов, это будет иметь тенденцию быть дороже, чем схема, приведенная выше. Однако приведенная ниже схема станет намного проще, поскольку нам не требуется 6 МОП-транзисторов и без плавающих источников питания:

Заявки:

изменение / регулировка давления ветра в ветряных органах.

Контроллеры двигателей для токарных станков, больших пил и т.д …

Генератор трехфазного тока

Бесщеточные приводы электродвигателей постоянного тока

ПРИМЕЧАНИЕ:

Если вам нужен контроллер для трехфазного двигателя, вы всегда должны учитывать используя один из многих модулей, предлагаемых индустрией в наши дни.Фабрики такие как Lust gmbh, Siemens (Micromaster 410), Toshiba, Hitachi … у всех есть контроль модули в своих каталогах. Управление скоростью двигателя с помощью такого стандартное решение может быть выполнено путем отправки аналогового напряжения (0-10 В большую часть time) на соответствующий вход или, в некоторых моделях, путем отправки команд RS232 в свой порт. Преимущество этих модулей, помимо прочего, в том, что они одновременно служат защитой двигателя. Кроме того, это может в конце быть дешевле, чем строить схемы, показанные выше, самостоятельно.

Цены варьируются от 300 до 600 евро, в зависимости от требуемой мощности и характеристик.

Для очень специфических типов двигателей, может быть полезно разработать специфические двигатели. контроллер мотора. Это то, что мы сделали для нашего робота , где двигатель 400 Гц / 200 В использовался для привода ветрового механизма с малым радиальный компрессор. Это общие спецификации для двигателей, предназначенных для работы в самолетах. В контроллере используется 16-битный микропроцессор PIC (тип 24EP128MO202), поскольку этот тип имеет 3 независимых выхода PWM (даже 6 выходов, в дополнительном Режим).Вот протестированная схема:

Если вы хотите взглянуть на исходный код прошивки в этой схеме, посетите страницу на нашем сайте. В нем есть все технические задержки, дневник, а также ссылки на код.

последнее обновление: 2017-05-27

Контроль скорости двигателя переменного тока — Inst Tools
Асинхронные двигатели
переменного тока основаны на принципе вращающегося магнитного поля, создаваемого набором неподвижных обмоток (называемых обмотками статора), питаемых переменным током разных фаз.

Эффект похож на серию мигающих лампочек «преследователя», которые кажутся «движущимися» в одном направлении из-за последовательности мигания. Если комплекты проволочных катушек (обмоток) возбуждаются одинаковым образом — каждая катушка достигает своего пикового значения напряженности поля в разное время по сравнению с соседним соседом, — эффектом будет магнитное поле, которое «кажется» движется в одном направлении.

Если эти витки ориентированы по окружности круга, движущееся магнитное поле вращается вокруг центра круга, как показано на этой последовательности изображений (читайте слева направо, сверху вниз, как если бы вы были чтение слов в предложении):

Любой намагниченный объект, помещенный в центр этого круга, будет пытаться вращаться с той же скоростью вращения, что и вращающееся магнитное поле.
Синхронные двигатели переменного тока
используют этот принцип, при котором намагниченный ротор точно следует скорости магнитного поля.

Любой электропроводящий объект, помещенный в центр круга, будет испытывать индукцию при изменении направления магнитного поля вокруг проводника.

Это вызовет электрические токи внутри проводящего объекта, который, в свою очередь, будет реагировать на вращающееся магнитное поле таким образом, что объект будет «увлекать» полем, всегда немного отставая по скорости.
Асинхронные двигатели переменного тока
используют этот принцип, когда немагнитный (но электропроводящий) ротор вращается со скоростью, немного меньшей (примечание), чем синхронная скорость вращающегося магнитного поля.

Примечание. Разница между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора называется скоростью скольжения двигателя.

Скорость вращения этого магнитного поля прямо пропорциональна частоте переменного тока и обратно пропорциональна количеству полюсов статора:

Где,
S = Синхронная скорость вращающегося магнитного поля, в оборотах в минуту (RPM)
f = Частота, в циклах в секунду (Гц)
n = Общее количество полюсов статора на фазу (простейшая возможная конструкция асинхронного двигателя переменного тока будет два полюса)

Взаимосвязь между синхронной скоростью, частотой и числом полюсов можно понять по аналогии: скорость, с которой кажется, что огни в «охотничьей» световой матрице движутся, является функцией частоты мигания и количества лампочек на единицу длины. .

Если количество лампочек в таком массиве удвоится путем размещения дополнительных лампочек между существующими лампами (чтобы сохранить ту же длину массива), кажущаяся скорость будет уменьшена вдвое: с меньшим расстоянием между каждой парой лампочек, требуется больше циклов (больше «миганий»), чтобы последовательность прошла всю длину массива.

Аналогично, статор переменного тока с большим количеством полюсов по окружности потребует большего количества циклов питания переменного тока, чтобы вращающееся магнитное поле совершило один оборот..

Синхронный двигатель переменного тока будет вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле: практический пример — 4-полюсный синхронный двигатель, вращающийся со скоростью 1800 об / мин с приложенной частотой сети 60 Гц.

Асинхронный двигатель переменного тока будет вращаться со скоростью, немного меньшей, чем скорость магнитного поля: практическим примером является 4-полюсный асинхронный двигатель, вращающийся со скоростью 1720 об / мин с приложенной частотой питания 60 Гц (то есть со скоростью «скольжения» 80 об / мин).
Асинхронные двигатели
проще по конструкции и эксплуатации, что делает их наиболее популярными из двух типов электродвигателей переменного тока в промышленности.

Хотя количество полюсов в статоре двигателя является фиксированным6 на момент изготовления двигателя, частота подаваемой мощности может быть отрегулирована с помощью соответствующей электронной схемы.

Цепь большой мощности, предназначенная для выработки переменных частот для работы двигателя переменного тока, называется частотно-регулируемым приводом или ЧРП.

Электроприводы с регулируемой частотой — невероятно полезные устройства, поскольку они позволяют тому, что обычно является электродвигателем с фиксированной скоростью, обеспечивать полезную мощность в широком диапазоне скоростей.

Преимущества работы с регулируемой скоростью включают снижение энергопотребления (только вращение двигателя с такой скоростью, с которой он должен двигаться, но не быстрее), снижение вибрации (меньшая скорость = снижение вибрационных сил) и возможность линейного увеличения скорости двигателя. и вниз для уменьшения износа механических компонентов в результате действия сил ускорения.

Еще одна общая черта большинства частотно-регулируемых приводов — это способность активно тормозить нагрузку. Это когда привод заставляет двигатель активно прикладывать отрицательный крутящий момент к нагрузке, чтобы замедлить ее.

Некоторые частотно-регулируемые приводы даже предоставляют средства для восстановления кинетической энергии груза во время процесса торможения, что приводит к дополнительной экономии энергии.

Электродвигатели переменного тока с регулируемой частотой состоят из электронных компонентов для преобразования входной мощности переменного тока постоянной частоты в выходную мощность переменного тока переменной частоты (и переменного напряжения) для работы двигателя. Обычно это происходит в трех отдельных разделах.

В секции выпрямителя используются диоды для преобразования мощности переменного тока в постоянный ток.Фильтр «сглаживает» выпрямленную мощность постоянного тока, поэтому пульсации напряжения в ней малы. Наконец, секция инвертора повторно преобразует отфильтрованную мощность постоянного тока обратно в переменный ток, только на этот раз на тех уровнях частоты и напряжения, которые необходимы для работы двигателя на разных скоростях.

Здесь показана упрощенная принципиальная схема частотно-регулируемого привода с блоком выпрямителя слева (для преобразования входной мощности переменного тока в постоянный), конденсатором фильтра для «сглаживания» выпрямленной мощности постоянного тока и транзисторным «мостом» для переключения постоянного тока. в переменный ток любой частоты, необходимой для питания двигателя.

Обратите внимание на диоды, подключенные в обратном направлении на выводах истока и стока каждого силового транзистора. Эти диоды служат для защиты транзисторов от повреждений из-за обратного падения напряжения, но они также позволяют двигателю «подавать» мощность на шину постоянного тока (действуя как генератор), когда скорость двигателя превышает скорость вращающегося магнитного поля, что может происходит, когда привод подает команду двигателю на замедление. Это приводит к интересным возможностям, таким как рекуперативное торможение с добавлением дополнительных компонентов.

Для простоты схема управления транзистором на этой схеме не показана:

Как и в приводах двигателей постоянного тока (VSD), силовые транзисторы в приводе переменного тока (VFD) включаются и выключаются очень быстро с изменяющимся рабочим циклом. Однако, в отличие от приводов постоянного тока, рабочий цикл силовых транзисторов привода переменного тока должен быстро меняться, чтобы синтезировать форму волны переменного тока из напряжения «шины» постоянного тока, следующего за выпрямителем.

Рабочий цикл ШИМ схемы привода постоянного тока контролирует мощность двигателя, поэтому он будет оставаться на постоянном значении, когда желаемая мощность двигателя постоянна.

Не так для схемы привода двигателя переменного тока: ее рабочий цикл должен изменяться от нуля до максимума и многократно возвращаться к нулю, чтобы создать форму волны переменного тока, по которой двигатель будет работать.

Эквивалентность формы волны с быстро меняющейся широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и синусоидальной волны показана на следующем рисунке:

Эта концепция быстрого переключения транзисторов ШИМ позволяет приводу «вырезать» любую форму сигнала из отфильтрованного постоянного напряжения, которое он получает от выпрямителя.

Можно синтезировать практически любую частоту (до максимума, ограниченного частотой импульсов ШИМ) и любое напряжение (до максимального пика, установленного напряжением шины постоянного тока), что дает частотно-регулирующему модулю возможность питания асинхронного двигателя от широкий диапазон скоростей.

Хотя регулирование частоты является ключом к регулированию скорости синхронного и асинхронного двигателя переменного тока, его, как правило, недостаточно.

В то время как скорость двигателя переменного тока является прямой функцией частоты (контролирующей, насколько быстро вращающееся магнитное поле вращается по окружности статора), крутящий момент является функцией тока статора.

Поскольку обмотки статора по своей природе являются индукторами, их реактивное сопротивление изменяется в зависимости от частоты, как описано формулой XL = 2πfL. Таким образом, с увеличением частоты реактивное сопротивление обмотки увеличивается вместе с ней. Это увеличение реактивного сопротивления приведет к уменьшению тока статора, если выходное напряжение частотно-регулируемого привода останется постоянным.

Этот нежелательный сценарий может привести к потере крутящего момента на высоких скоростях и чрезмерному крутящему моменту (а также к чрезмерному нагреву статора!) На низких скоростях. По этой причине выходное напряжение переменного тока частотно-регулируемым приводом изменяется (примечание) пропорционально приложенной частоте, так что ток статора остается в хороших рабочих пределах во всем диапазоне скоростей частотно-регулируемого привода.

Это соответствие называется отношением напряжения к частоте, сокращенно отношением «V / F» или отношением «V / Hz».

Примечание. Частотный преобразователь обеспечивает переменное выходное напряжение, используя тот же метод, который используется для создания переменной выходной частоты: быстрая широтно-импульсная модуляция напряжения шины постоянного тока через выходные транзисторы. Когда необходимо более низкое выходное напряжение, рабочий цикл импульсов уменьшается на протяжении всего цикла (т. Е. Транзисторы включаются на более короткие периоды времени), чтобы генерировать более низкое среднее напряжение синтезированной синусоидальной волны.

В качестве примера частотно-регулируемого привода, запрограммированного с постоянным соотношением V / F, если выходное линейное напряжение двигателя составляет 480 В (среднеквадратичное значение) при полной скорости (60 Гц), то выходное линейное напряжение должно составлять 240 В (среднеквадратичное значение) при половинном значении. скорости (30 Гц) и 120 В (среднеквадратичное значение) на четверть скорости (15 Гц).

Электроприводы с регулируемой частотой производятся для управления промышленными двигателями в широком диапазоне размеров и мощностей.

Некоторые ЧРП достаточно малы, чтобы их можно было держать в руке, в то время как другие достаточно велики, чтобы их можно было транспортировать с помощью грузового поезда.На следующей фотографии показана пара частотно-регулируемых приводов Allen-Bradley среднего размера (около 100 лошадиных сил каждый, высота около 4 футов), используемых для управления насосами на станции очистки сточных вод:

Электроприводы переменного тока с регулируемой частотой вращения не требуют обратной связи по скорости двигателя, как это требуется для приводов электродвигателей постоянного тока с регулируемой частотой вращения. Причина этого довольно проста: регулируемая переменная в приводе переменного тока — это частота мощности, подаваемой на двигатель, а двигатели переменного тока с вращающимся магнитным полем по самой своей природе являются машинами с частотным регулированием.

Например, 4-полюсный асинхронный двигатель переменного тока с питанием от 60 Гц имеет базовую скорость 1728 об / мин (при условии проскальзывания 4%). Если частотно-регулируемый привод подает на этот двигатель мощность переменного тока 30 Гц, его скорость будет примерно вдвое меньше значения базовой скорости, или 864 об / мин.

На самом деле нет необходимости в обратной связи с измерением скорости в приводе переменного тока, потому что реальная скорость двигателя всегда будет ограничиваться выходной частотой привода.

Управление частотой означает управление скоростью двигателя для синхронных и асинхронных двигателей переменного тока, поэтому для привода переменного тока не требуется обратной связи от тахогенератора, чтобы «знать» приблизительно9, с какой скоростью двигатель вращается.

Отсутствие необходимости в обратной связи по скорости для приводов переменного тока устраняет потенциальную угрозу безопасности, обычную для приводов постоянного тока: возможность «разгона», когда привод теряет сигнал обратной связи по скорости и передает полную мощность на двигатель.

Как и в случае приводов с двигателями постоянного тока, цепи частотно-регулируемого привода излучают много электрических «шумов». Формы импульсов с прямоугольными краями, создаваемые быстрым включением и выключением силовых транзисторов, эквивалентны бесконечной серии высокочастотных синусоидальных волн, некоторые из которых могут иметь достаточно высокую частоту для самораспространения в пространстве в виде электромагнитных волн.

Эти радиочастотные помехи или радиопомехи могут быть довольно серьезными, учитывая высокие уровни мощности цепей привода промышленных двигателей. По этой причине крайне важно, чтобы ни силовые проводники двигателя, ни проводники, подающие питание переменного тока в схему привода, не были проложены где-либо рядом с проводами слабого сигнала или управления, потому что индуцированный шум нанесет ущерб любым системам, использующим эти сигналы низкого уровня. .

Радиочастотные помехи на проводниках питания переменного тока можно уменьшить, направив мощность переменного тока через цепи фильтров, расположенные рядом с приводом.Цепи фильтров блокируют распространение высокочастотного шума обратно на остальную проводку распределения питания переменного тока, где он может повлиять на другое электронное оборудование. Однако мало что можно сделать с шумом радиочастотных помех между приводом и двигателем, кроме как экранировать проводники в хорошо заземленном металлическом кабелепроводе.

Контроль скорости в индукционной машине

Контроль скорости в индукционной машине:
Управление скоростью в индукционной машине — Бесступенчатое управление скоростью асинхронных двигателей не может быть выполнено так эффективно и недорого, как для двигателей постоянного тока.Различные методы управления скоростью асинхронного двигателя можно визуализировать, рассматривая уравнение скорости
.

Из этого уравнения видно, что существует два основных способа управления скоростью, а именно (i) управление скольжением для фиксированной синхронной скорости и (ii) управление синхронной скоростью. Поскольку есть два способа управления синхронной скоростью — регулировка частоты питания и регулировка полюсов статора. Последний метод дает ступенчатое управление, поскольку полюса можно менять кратно двум.Переключение полюсов осуществляется только в двигателе с короткозамкнутым ротором, и это тоже в два этапа.

Контроль напряжения
Это метод контроля скольжения, при котором на статор двигателя подается переменное напряжение постоянной частоты. Очевидно, что напряжение следует снижать только ниже номинального значения. Для двигателя, работающего при полной нагрузке скольжение, если скольжение должно быть удвоено для постоянного момента нагрузки, из уравнений (9.34) и (9.35) следует, что напряжение должно быть уменьшено в 1 / √2 раз, а соответствующее ток ((I ‘₂)) возрастает до √2 значения полной нагрузки.Поэтому двигатель имеет тенденцию к перегреву. Таким образом, этот метод не подходит для регулирования скорости. Он имеет ограниченное применение для двигателей, приводящих в движение нагрузки вентиляторного типа, требуемый крутящий момент пропорционален квадрату скорости (см. Рис. 11.40). Это широко используемый метод для потолочных вентиляторов, приводимых в действие однофазными асинхронными двигателями, которые имеют большое сопротивление покоя, ограничивающее ток, потребляемый статором.

Контроль сопротивления ротора
Как видно из названия, этот тип управления скоростью возможен только для асинхронных двигателей с контактным кольцом.Обращаясь к рис. 9.15, легко увидеть, что по мере увеличения сопротивления ротора скольжение двигателя увеличивается (скорость падает) при фиксированном моменте нагрузки. Ток статора изменяется в ограниченной степени, поскольку влияние изменений скольжения и сопротивления ротора имеет тенденцию нейтрализоваться (см. Уравнение (9.34)) при малых значениях скольжения. Однако входная мощность увеличивается. Это обеспечивает потерю мощности в дополнительном сопротивлении ротора. КПД рабочего мотора, конечно, резко падает. Таким образом, этот метод управления скоростью как таковой применяется для узкого диапазона скоростей и, как правило, для кратковременной работы.

Эффективность этого типа схемы управления скоростью можно повысить, возвращая мощность от ротора механически на вал ротора или электрически в сеть.

Регулирование скорости асинхронного двигателя

Регулирование скорости с помощью изменения активного сопротивления в цепи ротора

Регулирование скорости двигателя с помощью изменения напряжения питания

Регулирование скорости с помощью изменения частоты питания

Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов

Способы регулирования скорости асинхронного двигателя

Регулирование скорости вращения и реверсирование асинхронных электродвигателей

§ 7.9. Потери энергии и коэффициент полезного действия асинхронных электродвигателей. Коэффициент мощности двигателей

Способы регулирования асинхронного двигателя.

2. Частотное регулирование асинхронных электроприводов:

Что такое асинхронный электродвигатель определение. Регулирование скорости асинхронного двигателя

Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя

Для чего нужно регулировка вращающей скорости?

Изменение частоты рабочего тока

Регулирование скорости числом пар полюсов

Регулировка с автотрансформатором

Электропреобразователи для однофазных АД

Регулирование на основе тиристора

Управление методом пропуска полупериодов волны напряжения

Электронный трансформатор

Cпособы регулирования скорости асинхронного двигателя

Частотное регулирование

Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя

Заключение

От чего зависят обороты асинхронного двигателя. Регулирование скорости асинхронного двигателя

Для чего нужно регулировка вращающей скорости?

Изменение частоты рабочего тока

Регулирование скорости числом пар полюсов

Регулировка с автотрансформатором

Электропреобразователи для однофазных АД

Регулирование на основе тиристора

Управление методом пропуска полупериодов волны напряжения

Электронный трансформатор

симистор — Как мне исправить схему управления скоростью асинхронного двигателя?

Сеть обмена стеков

Регулировка скорости трехфазного асинхронного двигателя

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя с помощью … | Однофазный асинхронный двигатель

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя

Использование микроконтроллера AVR ATmega16 — ijert.org

Подобные запросы

Блок-схема силовой и управляющей цепей драйвера асинхронного двигателя.

2113 — Контроль скорости двигателя для трехфазных асинхронных двигателей

Контроль скорости двигателя переменного тока — Inst Tools

Контроль скорости в индукционной машине

Добавить комментарий Отменить ответ