Asünkroonse klapikaskaadiga elektriajam
Tööstuses kasutatakse madala kiiruse reguleerimisvahemikuga (3:2:1) ajamit ehk nn klapikaskaadi, mis on ehitatud asünkroonse elektrimootori baasil ja kujutab endast reguleeritava muutuva ajamiga süsteemi.
Erinevalt drossel- ja sagedusreguleerimisest on kaskaadühendusega asünkroonne elektrimootor ühendatud kolmefaasilise vahelduvvoolu toitevõrku. See on selle ajamisüsteemi suur eelis kahe esimese ees. Sellel on ka suurem efektiivsus kui kõigil teistel süsteemidel. Seda eelist võib seletada asjaoluga, et kaskaadsüsteemides muundatakse ainult libisemisenergiat, samal ajal kui alalisvooluajamites ja muutuva sagedusega süsteemides muundatakse kogu mootori poolt tarbitud energiahulk.
Võrreldes drossel- ja reostaadi täiturmehhanismidega, aga ka libisemissiduritega, kus libisemisenergia läheb neil takistustes kaduma, on klapikaskaadi eelised energia osas veelgi suuremad.Nende süsteemide rootoriahela muundurid on mõeldud ainult kiiruse reguleerimiseks. Asünkroonse mootoriga ehitatud ajam võimaldab teil luua muutuva võimsusega kiireid süsteeme. Sellised süsteemid tagavad sujuva kiiruse ja pöördemomendi juhtimise, ei vaja suurt hulka jõu- ja kontaktseadmeid.
Riis. 1. Kaskaadide skeemid: a – klapp, b – klapimasin, c – ühe korpusega klapimasin
Klapikaskaad on ka väikese juhtimisvõimsusega, kergesti automatiseeritav ja heade dünaamiliste omadustega.
Tuleb märkida, et klapikaskaadis ei tsirkuleeri rootori ahela sagedusmuundur reaktiivvõimsust, et tekitada asünkroonmootori pöörlevat magnetvoogu, kuna see voog tekib staatori ahelasse siseneva reaktiivvõimsusega.
Lisaks on klapiastmes kasutatav muundur ette nähtud ainult antud reguleerimisvahemikuga proportsionaalsele võimsusele. Samal ajal on sagedusjuhtimisega süsteemides muundur kaasatud magnetvoo loomisesse ja selle projekteerimisel tuleb arvestada ajami täisvõimsusega. Lihtsaim klapiastme ahel on vahepealse alalisvooluahela ja ventiili EMF-muunduriga ahel.
Klapiahelates (joonis A) ja klapi-masina kaskaadides (joonis B) alaldatakse rootori voolu vastavalt kolmefaasilisele sillaahelale ja esimese korpuse alaldatud vooluahelasse sisestatakse täiendav EMF. klapi muundur ja teises - alalisvoolumasinast. Joonisel fig. a, koosneb faasirootoriga asünkroonmootorist M.
Rootori vooluringis on klapimuundur V1, milles rootori vahelduvvoolu alaldatakse.Klapimuunduriga lülitatakse drosselklapi L kaudu sisse inverter (klapimuundur V2), mis on täiendava EMF-i allikaks. Klapimuundur V2 on monteeritud trafoga T vastavalt kolmefaasilisele nullahelale. Tavaliselt kasutatakse väikestes seadmetes.
Sellel diagrammil on selgelt piiritletud kahe klapimuunduri funktsioonid.Siin toimivad VI klapid alaldina, muutes libisemissageduse rootori vahelduvvoolu alalisvooluks. Ventiilid V2 muudavad seisva rootori voolu võrgu sagedusel vahelduvvooluks, see tähendab, et nad töötavad sõltuva inverteri režiimis.
Klapi-masina kaskaadis (joonis C) toimub klapimuunduriga V1 alaldatud rootori voolu muundamine võrgu sagedusega vahelduvvooluks alalisvoolumasina G ja sünkroongeneraatori G1 abil. . Selles vooluringis mängivad masinad G ja G1 inverteri rolli.
Asünkroonsete ventiilide kaskaadide skeemid on välja töötatud mitmesugused, kuid põhiline ja kõige tavalisem skeem on näidatud joonisel fig. Huvitavad on AMVK-13-4 üksikud korpused võimsusega 13 kW. Ühel juhul asetatakse sellisele kaskaadile faasirootoriga asünkroonmootor, alalisvoolumasin ja kontrollimatute ventiilide rootorirühm.
Seade on astmeteta kiiruse reguleerimisega vahelduvvoolumootor. Need seadmed suudavad ületada märkimisväärset ülekoormust. Kaskaadi nimikiirus on 1400 min-1, toitepinge 380 V ja reguleerimisvahemik 1400-650 min-1 ilma staatoriahelat lülitamata.
Staatori mähise ümberlülitamisel tähelt kolmnurgale on juhtimisvahemik 1400-400 min-1, pöördemoment on konstantne, seadme kaal on 360 kg, ergutuspinge on 220 V.Seadmel on kaitstud puhutud konstruktsioon. Need üksused on kasutatavad ajamiseadmetes.
Ühe korpusega klapi-masina kaskaadi skemaatiline paigutus on näidatud joonisel fig. v. Ühele võllile on paigaldatud asünkroonse elektrimootori rootor 5 ja alalisvoolumasina armatuur 4. Ühisesse terasest silindrilisse voodisse 6 on paigaldatud asünkroonse elektrimootori staator 7 ja alalisvoolumasina poolused 8. Asünkroonmootori kollektor 9 ja liugrõngad 10, kollektoriharjad 3 ja harjad 1 on ühendatud läbi ränialaldi 2. Masinast soojuse eemaldamiseks, eriti vähendatud kiirusel, on rootoris ja raamis spetsiaalsed ventilatsioonikanalid.
Alalisvoolumasina armatuuri alaldatud rootori pingega varustav sildalaldi on kokku pandud kuuest VK-50-1.5 ventiilist, mille vastupinge on 150 V. kus energiasääst on hädavajalik.
Lisaks vaadeldavate süsteemide kirjeldatud eelistele tuleb märkida ka nende puudused: ventiilmuundurite ja klapi-masinaajami kõrge hind, madal võimsustegur, madal kasutegur võrreldes asünkroonmootoriga, mis tuleneb asjaolust, et ajam. töötab maksimaalse kiirusega ilma rootorimähise mootori lühiseta, asünkroonmootori madal ülekoormusvõime, madal ajamimootori kasutamine (umbes 5-7%), vajadus spetsiaalsete käivitusvahendite järele, mis tagavad madala kiiruse reguleerimisega käivitusomadused .