Asünkroonmootori kiiruse reguleerimine

Kõige levinumad on järgmised asünkroonmootori kiiruse reguleerimise meetodid: rootori ahela lisatakistuse muutus, staatori mähisele toidetava pinge muutus, toitepinge sageduse muutus, samuti kui pooluste arvu vahetamine.

Asünkroonmootori kiiruse reguleerimine takistite sisestamisega rootori ahelasse

Sissejuhatus takistid rootori ahelas põhjustab võimsuskadude suurenemist ja mootori rootori kiiruse vähenemist libisemise suurenemise tõttu, kuna n = nО (1 - s).

Joonis fig. 1 järeldub, et kui takistus rootori ahelas suureneb sama pöördemomendi juures, väheneb mootori pöörlemissagedus.

Kõvadus mehaanilised omadused väheneb märkimisväärselt pöörlemiskiiruse vähenemisega, mis piirab reguleerimisvahemikku (2–3): 1. Selle meetodi puuduseks on märkimisväärsed energiakadud, mis on proportsionaalsed libisemisega. Selline reguleerimine on võimalik ainult rootori mootor. 

Asünkroonmootori pöörlemiskiiruse reguleerimine staatori pinge muutmisega

Asünkroonmootori staatorimähisele rakendatava pinge muutus võimaldab reguleerida kiirust suhteliselt lihtsate tehniliste vahendite ja juhtimisskeemide abil. Selleks ühendatakse standardpingega U1nom vahelduvvooluvõrgu ja elektrimootori staatori vahele pingeregulaator.

Kiiruse reguleerimisel asünkroonne mootor staatorimähisele rakendatud pinge muutus, asünkroonmootori kriitiline moment Mcr varieerub võrdeliselt mootorile rakendatud pinge ruuduga Uret (joon. 3) ja libisemine Uregist ei sõltu.

Riis. 1. Keritud rootoriga asünkroonmootori mehaanilised omadused rootoriahelasse kuuluvate takistite erinevatel takistustel

Riis. 2. Asünkroonmootori kiiruse reguleerimise skeem staatori pinge muutmisega

Riis. 3. Asünkroonmootori mehaanilised omadused staatori mähistele rakendatava pinge muutmisel

Kui juhitava masina takistusmoment on suurem elektrimootori käivitusmoment (Ms> Mstart), siis mootor ei pöörle, seega on vaja käivitada nimipingel Unom või tühikäigul.

Seega on oravpuuriga asünkroonmootorite pöörlemiskiirust võimalik reguleerida vaid ventilaatorilaadse koormusega. Lisaks tuleb kasutada spetsiaalseid suure libisemisega mootoreid. Juhtimisulatus on väike, kuni nkr.

Pinge muutmiseks rakendage kolmefaasilised autotransformaatorid ja türistori pingeregulaatorid.

Riis. 4.Suletud ahelaga kiirusjuhtimissüsteemi türistori pingeregulaatori skeem - asünkroonmootor (TRN - IM)

Türistori pingeregulaatori skeemi järgi valmistatud asünkroonmootori suletud ahelaga juhtimine — elektrimootor võimaldab reguleerida asünkroonmootori kiirust suurendatud libisemisega (sellised mootorid on kasutusel ventilatsiooniseadmetes).

Asünkroonmootori pöörlemiskiiruse reguleerimine toitepinge sagedust muutes

Kuna staatori magnetvälja pöörlemissagedus nr = 60e/ p, siis asünkroonmootori pöörlemiskiirust saab reguleerida toitepinge sagedust muutes.

Asünkroonmootori kiiruse reguleerimise sagedusmeetodi põhimõte seisneb selles, et toitepinge sagedust muutes saab vastavalt avaldisele konstantse arvu pooluste paaridega p muuta nurkkiirust staatori magnetväli.

See meetod tagab sujuva kiiruse reguleerimise laias vahemikus ja mehaanilistel omadustel on kõrge jäikus.

Asünkroonmootorite kõrge energiatõhususe (võimsuskoefitsiendid, kasutegur, ülekoormusvõime) saamiseks on vaja toitepinget muuta samaaegselt sagedusega. Pinge muutumise seadus sõltub laadimismomendi Ms iseloomust. Pideva pöördemomendi koormuse korral tuleb staatori pinget juhtida proportsionaalselt sagedusega.

Sagedusliku elektriajami skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. 5 ja sagedusega häälestatud IM mehaanilised omadused on näidatud joonisel fig. 6.

Riis. 5.Sagedusajami skeem

Riis. 6. Sagedusregulatsiooniga asünkroonmootori mehaanilised omadused

Kui sagedus f väheneb, väheneb kriitiline moment veidi madalate pöörlemiskiiruste piirkonnas. Selle põhjuseks on staatori mähise aktiivse takistuse mõju suurenemine koos sageduse ja pinge samaaegse vähenemisega.

Sageduse reguleerimise asünkroonmootori kiirus võimaldab muuta kiirust vahemikus (20 — 30): 1. Sagedusmeetod on kõige perspektiivikam oravapuuris oleva rootoriga asünkroonmootori reguleerimiseks. Selle paigutusega võimsuskaod on väikesed, kuna libisemiskaod on minimaalsed.

Kõige kaasaegsemad sagedusmuundurid, mis on ehitatud topeltkonversiooni skeemi järgi. Need koosnevad järgmistest põhiosadest: DC link (kontrollimata alaldi), impulssvõimsuse inverter ja juhtimissüsteem.

DC link koosneb kontrollimatust alaldist ja filtrist. Toitevõrgu vahelduvpinge teisendatakse alalisvoolu pingeks.

Võimsus kolmefaasiline impulssmuundur sisaldab kuut transistorlülitit. Iga mootori mähis on ühendatud vastava lüliti kaudu alaldi positiivsete ja negatiivsete klemmidega. Inverter muudab alaldatud pinge soovitud sageduse ja amplituudiga kolmefaasiliseks vahelduvpingeks, mis rakendatakse elektrimootori staatori mähistele.

Inverteri väljundastmetes kasutatakse lülititena toitelüliteid. IGBT transistorid… Võrreldes türistoritega on neil kõrgem lülitussagedus, mis võimaldab neil toota sinusoidset väljundsignaali minimaalse moonutusega.Väljundsageduse reguleerimine Allavoolu- ja väljundpinged realiseeritakse kõrgsageduslikult impulsi laiuse modulatsioon.

Asünkroonmootori pooluste paari lülituskiiruse juhtimine

Astmelist kiiruse reguleerimist saab teostada spetsiaalsete abil oravapuuriga mitmekiiruselised asünkroonmootorid. 

Avaldisest no = 60e/ p järeldub, et pooluste paaride arvu p muutumisel saadakse staatori magnetväljale erineva pöörlemiskiirusega mehaanilised karakteristikud. Kuna p väärtus määratakse täisarvudega, siis üleminek ühelt tunnuselt teisele toimub korrigeerimisprotsessis astmeliselt.

Pooluspaaride arvu muutmiseks on kaks võimalust. Esimesel juhul asetatakse staatori piludesse kaks erineva pooluste arvuga mähist. Kiiruse muutumisel ühendatakse üks mähistest võrku.Teisel juhul koosneb iga faasi mähis kahest osast, mis on ühendatud paralleelselt või järjestikku. Sel juhul muutub pooluste paaride arv kahekordseks.

Riis. 7. Asünkroonmootori mähiste ümberlülitamise skeemid: a — ühest tärnist topelttähele; b — kolmnurgast topelttäheni

Kiiruse reguleerimine pooluste paaride arvu muutmisega on ökonoomne ja mehaanilised omadused säilitavad jäikuse. Selle meetodi puuduseks on oravapuuriga rootori asünkroonmootori kiiruse muutumise astmelisus. Saadaval on kahekiiruselised mootorid 4/2, 8/4, 12/6 poolustega. 12/8/6/4 poolusega neljakäigulisel elektrimootoril on kaks lülitusmähist.

Kasutatud materjalid raamatust Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Põllumajandusettevõtete elektriseadmed.