חיבור מדורג של מכונות חשמל
מדורגת של מכונות חשמליות היא מערכת לוויסות חלק של מהירות הסיבוב של מנוע אינדוקציה על ידי הכנסת EMF חיצוני למעגל הרוטור שלו, המכוון בקו או מול ה-emf של הרוטור ובתדירות השווה לתדר הרוטור.
צימוד מכונה כזה שימש לעתים קרובות קודם לכן כדי לשלוט על המהירות של מנועים אסינכרוניים בעלי הספק בינוני וגדול של כוננים חשמליים בלתי הפיכים, למשל, עבור טחנות רולר בלתי הפיכות, מאווררים גדולים, מאווררי מכרות, משאבות צנטריפוגליות וכו '.
ניתן לחלק את כל חיבורי המפל של מכונות חשמליות ל-2 קטגוריות עיקריות: מפעלים עם הספק קבוע P = const ומפעלים עם מומנט קבוע M = const.
מתקנים עם הספק קבוע מאופיינים בעובדה שאחת המכונות הכלולות במפל עם המנוע האסינכרוני הראשי מפורקת באופן מכני עם הפיר של מנוע זה (איור 1, א). בהתקנות עמודים, אין חיבור מכני כזה, ובמקום מכונה אחת נוספת, יש להשתמש לפחות בשתי מכונות (איור 1, ב). אחת מהמכונות הללו היא אספן DC או AC.
אורז. 1. דיאגרמות סכמטיות של מתקני מפל: a - הספק קבוע (P = const), b - מומנט קבוע (M = const).
כדי ליצור התקנת מפל של מנוע אינדוקציה עם מכונת DC, יש צורך לכלול ממיר אנרגיה החלקה ל-DC בין הרוטור של מנוע האינדוקציה לבין האבזור של מכונת DC.
גם המפל משתנה בהתאם לסוג הממיר. באופן עקרוני, כל שינוי של המפל יכול להתבצע הן לפי הסכמה P = const והן לפי הסכמה M = const.
במפל ממיר בעל אבזור אחד (איור 2), ויסות המהירות בהתאם לתנאי ההפעלה של הממיר מוגבל לטווח שבין 5 ל-45%.
אורז. 2. תרשים סכמטי של מפל מנוע אינדוקציה ומכונת DC עם ממיר בעל אבזור יחיד (P = const).
כיוון זרימת האנרגיה באיור. 1, a ו-b ובאיור. 2 מוצג למקרה של ויסות מהירות של מנוע אינדוקציה באזור התת-סינכרוני כאשר מכונת האספן העזר פועלת במצב מנוע. אנרגיית ההחלקה מועברת לפיר או לרשת.
פעולתו של מנוע אסינכרוני מתכוונן עם מהירות גבוהה יותר מהסינכרונית אפשרית רק עם ספק כוח כפול: בצד הסטטור ובצד הרוטור (איור 1, ב). במקרה זה, הממיר עובד במצב גנרטור.
מאווררי מנהרת רוח הם בין המנגנונים החזקים ביותר הדורשים כוננים חשמליים עם מגוון רחב של בקרת מהירות. מנהרות רוח מסוימות דורשות הנעת מאוורר חשמלי של 20,000, 40,000 קילוואט עם ויסות מהירות בטווח של 1:8 עד 1:10 ושמירה על המהירות שנקבעה בדיוק של שברים של %.אחד הפתרונות לבעיה זו היה השימוש בחיבור מפל של מכונות חשמליות.
ההספק הגדול של המכשיר הנשלט וטווח השונות הרחב של תדר הרוטור של מנוע האינדוקציה איפשרו להשתמש בממיר בעל אבזור יחיד או להשתמש במערכת גנרטור-מנוע, שכן לא ניתן למלא מכונת זרם ישר בכוח באבזור בודד ב-מעל 7000 קילוואט. במתקנים כאלה, יחידה דו מכונות המורכבת ממנוע סינכרוני וגנרטור DC משמשת כממיר (איור 3).
דיאגרמת מפל של מנוע אינדוקציה ומכונת DC עם ממיר מנוע-גנרטור
המפל מורכב ממנוע אינדוקציה מהירות משתנה ראשי עם רוטור מפותל, יחידת מהירות משתנה, יחידת מהירות קבועה. ויסות המהירות נעשה על ידי שינוי עירור.