Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Частота вращения асинхронного двигателя .

Следовательно, регулирование частоты вращения возможно тремя способами: изменением частоты f, числа полюсов р и скольжения S.

1. Частотное регулирование

Двигатель питается от преобразователя частоты. Для получения требуемой характеристики двигателя следует изменять не только частоту напряжения, но и значение напряжения.

Если необходимо регулировать частоту вращения при постоянном моменте нагрузки М_С, для обеспечения устойчивой работы двигателя следует поддерживать соотношение

Для механизмов с вентиляторной нагрузкой M_С = Kw² и соотношение между напряжением и частотой имеет вид .

Если регулирование производится с постоянной мощностью .

Этот способ является наиболее экономичным и перспективным.

Достоинства:

- широкий диапазон регулирования;

- плавность регулирования;

- жесткая механическая характеристика при всех частотах;

- диапазон регулирования не зависит от нагрузки;

- высокая экономичность.

Недостаток:

- высокая стоимость преобразователя частоты.

2. Изменение числа пар полюсов

Для изменения числа пар полюсов используется две конструкции двигателей:

- с несколькими обмотками на статоре, уложенные в одни и те же пазы;

- с одной обмоткой, допускающий переключение ее секций для получения различного числа пар полюсов.

Такие двигатели называют многоскоростными.

Достоинства:

- простота реализации;

- высокая жесткость механических характеристик.

Недостатки:

- ступенчатое регулирование скорости;

- сравнительно низкий диапазон регулирования.

3. Изменение питающего напряжения

Осуществляется при помощи тиристорного регулятора напряжения (ТРН).

Применяется в основном для двигателей с вентиляторной нагрузкой и для микродвигателей при необходимости регулирования скорости в небольшом диапазоне.

4. Изменение активного сопротивления цепи ротора

Для двигателей с фазным ротором регулирование частоты вращения осуществляется путём изменения активного сопротивления в цепи ротора.

Достоинства:

- простота и низкая стоимость;

- плавность регулирования;

Недостатки:

- мягкая механическая характеристика при малых частотах вращения;

- малая экономичность (низкий КПД);

- диапазон регулирования зависит от нагрузки.

Вследствие больших потерь рассматриваемый способ регулирования применяется для двигателей небольшой и средней мощности в тех случаях, когда требуется небольшой диапазон регулирования скорости и непродолжительная работа на пониженных скоростях. Этот способ регулирования находит применение, например, в электроприводах различных подъемно-транспортных машин и механизмов.