ויסות מהירות של מנוע אינדוקציה

הנפוצות ביותר הן השיטות הבאות לשליטה במהירות של מנוע אסינכרוני: שינוי בהתנגדות הנוספת של מעגל הרוטור, שינוי במתח המסופק לפיתול הסטטור, שינוי בתדירות מתח האספקה ​​וכן כמו החלפת מספר הקטבים.

ויסות המהירות של מנוע אינדוקציה על ידי הכנסת נגדים למעגל הרוטור

מבוא נגדים במעגל הרוטור מוביל לעלייה בהפסדי הספק וירידה במהירות רוטור המנוע עקב עלייה בהחלקה, שכן n = nО (1 - s).

תאנה. 1 יוצא שככל שההתנגדות במעגל הרוטור עולה באותו מומנט, מהירות המנוע יורדת.

קַשִׁיוּת מאפיינים מכניים יורד משמעותית עם ירידה במהירות הסיבוב, מה שמגביל את טווח הבקרה ל- (2 - 3): 1. החיסרון של שיטה זו הוא הפסדי האנרגיה המשמעותיים, שהם פרופורציונליים להחלקה. התאמה כזו אפשרית רק עבור מנוע רוטור. 

ויסות מהירות הסיבוב של מנוע אינדוקציה על ידי שינוי מתח הסטטור

שינוי במתח המופעל על סלילה הסטטור של מנוע אסינכרוני מאפשר לך להתאים את המהירות באמצעות אמצעים טכניים פשוטים יחסית ותכניות בקרה. לשם כך, וסת מתח מחובר בין רשת זרם חילופין עם מתח סטנדרטי U1nom לבין הסטטור של המנוע החשמלי.

בעת התאמת המהירות מנוע אסינכרוני שינוי במתח המופעל על פיתול הסטטור, המנוע האסינכרוני של הרגע הקריטי Mcr משתנה ביחס לריבוע המתח המופעל על המנוע Uret (איור 3) וההחלקה מאורג אינה תלויה.

אורז. 1. מאפיינים מכניים של מנוע אינדוקציה עם רוטור מפותל בהתנגדויות שונות של נגדים הכלולים במעגל הרוטור

אורז. 2. תכנית לוויסות מהירות מנוע אינדוקציה על ידי שינוי מתח הסטטור

אורז. 3. מאפיינים מכניים של מנוע אינדוקציה בעת שינוי המתח המופעל על פיתולי הסטטור

אם רגע ההתנגדות של המכונה המונעת גדול יותר מומנט התחלה של המנוע החשמלי (Ms> Mstart), אז המנוע לא יסתובב, ולכן יש צורך להפעיל אותו במתח הנומינלי Unom או במצב סרק.

כך ניתן לווסת את מהירות הסיבוב של מנועי אינדוקציה של כלוב סנאי עם עומס דמוי מאוורר בלבד. בנוסף, יש להשתמש במנועי החלקה מיוחדים. טווח השליטה קטן, עד nkr.

כדי לשנות את המתח, החל שנאים אוטומטיים תלת פאזיים ווסתי מתח תיריסטורים.

אורז. 4.סכימה של וסת מתח תיריסטור של מערכת בקרת מהירות בלולאה סגורה - מנוע אינדוקציה (TRN - IM)

בקרת לולאה סגורה של מנוע אסינכרוני המיוצר על פי ערכת ווסת מתח התיריסטור - המנוע החשמלי מאפשר לך להתאים את המהירות של מנוע אסינכרוני עם החלקה מוגברת (מנועים כאלה משמשים ביחידות אוורור).

ויסות מהירות הסיבוב של מנוע אינדוקציה על ידי שינוי תדירות מתח האספקה

מכיוון שתדירות הסיבוב של השדה המגנטי של הסטטור לא = 60e/p, ניתן לבצע את התאמת מהירות הסיבוב של מנוע האינדוקציה על ידי שינוי תדירות מתח האספקה.

העיקרון של שיטת התדר לוויסות המהירות של מנוע אסינכרוני טמון בעובדה שעל ידי שינוי תדר מתח האספקה, בהתאם לביטוי עם מספר קבוע של זוגות קטבים p, ניתן לשנות את המהירות הזוויתית על ידי השדה המגנטי של הסטטור.

שיטה זו מספקת בקרת מהירות חלקה בטווח רחב, ולמאפיינים המכניים יש קשיחות גבוהה.

על מנת להשיג ביצועים אנרגטיים גבוהים של מנועים אסינכרוניים (מקדמי הספק, יעילות, קיבולת עומס יתר), יש צורך לשנות את מתח האספקה ​​בו-זמנית עם התדר. חוק שינוי המתח תלוי באופי רגע הטעינה. בעומס מומנט קבוע, יש לשלוט במתח הסטטור ביחס לתדר.

תרשים סכמטי של כונן חשמלי בתדר מוצג באיור. 5, והמאפיינים המכניים של ה-IM מכוון התדר מוצגים באיור. 6.

אורז. 5.סכמטי של כונן התדרים

אורז. 6. מאפיינים מכניים של מנוע אסינכרוני עם ויסות תדר

ככל שהתדר f יורד, המומנט הקריטי יורד מעט באזור מהירויות סיבוב נמוכות. הסיבה לכך היא עלייה בהשפעת ההתנגדות הפעילה של מתפתל הסטטור עם ירידה בו זמנית בתדר ובמתח.

ויסות תדר מהירות מנוע אסינכרוני מאפשר לך לשנות את המהירות בטווח (20 - 30): 1. שיטת התדר היא המבטיחה ביותר לוויסות מנוע אסינכרוני עם רוטור בכלוב סנאי. הפסדי חשמל עם הסדר זה קטנים מכיוון שהפסדי החלקה הם מינימליים.

ממירי התדרים המודרניים ביותר שנבנו לפי סכימת ההמרה הכפולה. הם מורכבים מהחלקים העיקריים הבאים: קישור DC (מיישר לא מבוקר), מהפך כוח דופק ומערכת בקרה.

קישור DC מורכב ממיישר לא מבוקר ומסנן. מתח החילופין של רשת האספקה ​​מומר למתח זרם ישר.

מהפך הדופק תלת פאזי הכוח מכיל שישה מתגי טרנזיסטור. כל פיתול מנוע מחובר דרך המתג המתאים שלו למסוף החיובי והשלילי של המיישר. המהפך ממיר את המתח המיושר למתח חילופין תלת פאזי בתדר ובמשרעת הרצויים, המופעל על פיתולי הסטטור של המנוע החשמלי.

בשלבי הפלט של המהפך, מתגי חשמל משמשים כמתגים. טרנזיסטורי IGBT... בהשוואה לתיריסטורים, יש להם תדר מיתוג גבוה יותר, המאפשר להם להפיק אות פלט סינוסואידי עם עיוות מינימלי.ויסות תדר המוצא המתחים במורד הזרם והמוצא מתממשים בתדר גבוה אפנון רוחב דופק.

שליטה על מהירות המיתוג של צמד קטבים של מנועי אינדוקציה

בקרת מהירות מדרגת יכולה להתבצע באמצעות מיוחד מנועי אינדוקציה מרובי מהירויות לכלוב סנאי. 

מהביטוי no = 60e/p נובע שכאשר מספר זוגות הקטבים p משתנה, מתקבלים מאפיינים מכניים עם מהירויות סיבוב שונות עבור השדה המגנטי של הסטטור. מכיוון שהערך של p נקבע על פי מספרים שלמים, המעבר ממאפיין אחד לאחר בתהליך ההתאמה הוא צעד.

ישנן שתי דרכים לשנות את מספר זוגות המוטות. במקרה הראשון, שתי פיתולים עם מספר שונה של קטבים ממוקמים בחריצים של הסטטור. כאשר המהירות משתנה, אחד הפיתולים מחובר לרשת, במקרה השני, הפיתול של כל פאזה מורכב משני חלקים המחוברים במקביל או בסדרה. במקרה זה, מספר זוגות הקטבים משתנה בגורם של שניים.

אורז. 7. ערכות החלפת פיתולים של מנוע אסינכרוני: א - מכוכב בודד לכוכב כפול; b - ממשולש לכוכב כפול

בקרת מהירות על ידי שינוי מספר זוגות המוט היא חסכונית, והמאפיינים המכניים שומרים על קשיחות. החיסרון של שיטה זו הוא האופי הדומה לשלב של השינוי במהירות של מנוע האינדוקציה של רוטור כלוב הסנאי. שני מנועים זמינים עם 4/2, 8/4, 12/6 קטבים. למנוע החשמלי בעל ארבעה הילוכים 12/8/6/4 קוטב יש שתי פיתולי מיתוג.

חומרים בשימוש מהספר Daineko V.A., Kovalinsky A.I. ציוד חשמלי של מפעלים חקלאיים.