Способы управления асинхронным двигателем

Способы управления АД 1. Реостатное регулирование скорости – включением дополнительных сопротивлений в цепь ротора. 2. Регулирование напряжения статора. 3. Частотное регулирование асинхронным двигателем. Изменение механических характеристик можно оценить по характерным точкам: а) синхронная скорость , на рис. 10.1 точка обозначена цифрой 1; б) критические точки перелома характеристик (2 на рис. 10.1), определяемые критическим скольжением и критическим моментом ; с) жесткость линеаризованной механической характеристики Реостатное регулирование скорости Схема включения и искусственные характеристики показаны на рис. 3.55. Осуществляется для обеспечения необходимых пусковых моментов и токов с целью получения заданных скоростей. Синхронная скорость не меняется Критическое скольжение пропорционально полному сопротивлению ротора Критический момент не зависит от и равен критическому моменту на естественной характеристике Если M – const в уравнении механической характеристики (тогда момент пропорционален ), то отношение скольжений естественной и искусственной характеристик равно отношению сопротивлений ротора этих характеристик: Линеаризованная механическая характеристика, при увеличении , становится менее жесткой Жесткость линеаризованной механической характеристики обратно-пропорциональна добавочному сопротивлению . Регулирование напряжения статора Изменение действующего напряжения статора U1 реализуется полупроводниковыми преобразователями, называемыми тиристорными регуляторами напряжения (ТРН). В результате образуется система «Тристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель» (ТРН-АД) Синхронная скорость не меняется Мк пропорционален квадрату действующего значения напряжения сети, а sк неизменно. Диапазон регулирования скорости небольшой. Поэтому добавляют активное сопротивление в цепь ротора. Тогда критическая скорость ωк становится меньше, и диапазон скорости больше. Изменение частоты напряжения сети Синхронная скорость ω0 изменяется пропорционально f1 критический момент – обратно пропорционально квадрату частоты критическое скольжение – обратно пропорционально частоте При этом произведение остаётся постоянным В результате механическая характеристика в зависимости от изменения частоты Исходя из зависимости критического момента Mк, при уменьшении частоты в 2 раза критический момент должен увеличится в четыре раза. Однако это не так. В этом случае не учитывается кривая намагничивания Фμ(Iμ). Рассмотрим электрический баланс статора: U1 = I1(R1+X1) + E1. ЭДС статора Е1 примерно равна напряжению сети U1≈E1. С другой стороны ЭДС статора определяется по формуле E1 = 4,44w1kоб1f1Фμ. Из этого видно, что при уменьшении частоты f1 должна уменьшаться ЭДС E1. Но в реальности, для сохранения равенства U1≈E1, поток Фμ должен увеличиваться, что невозможно из-за насыщения кривой намагничивания Фμ(Iμ). В результате, для сохранения электрического баланса, будет существенно увеличиваться ток статора I1, что приводит к перегреву двигателя. реально критический момент не будет увеличиваться в четыре раза, просто будет увеличиваться ток статора при E1 = 4,44w1kоб1f1Фнас. Поэтому, при регулировании частоты f1 необходимо одновременно регулировать и напряжение на статоре U1. При f1>f1н напряжение U1 увеличивать невозможно по условиям электрической прочности изоляции. При f1