Общая электротехника Однофазный переменный ток Трехфазные цепи Машины постоянного и переменного тока Трансформаторы и выпрямители Электроника Теория электросвязи Анализ электрических цепей Мощность трехфазной цепи

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Свойство саморегулирования вращающего момента асинхронного двигателя

Работе двигателя в номинальном режиме соответствуют номинальные параметры: вращающий момент Мн, скольжение Sн и частота вращения n2н (рис. 68).

 


При увеличении нагрузки на валу двигателя частота вращения ротора n2 уменьшается, следовательно, скольжение S согласно формуле (165) возрастет. Увеличение скольжения согласно формуле (167) приведет к увеличению ЭДС ротора Е2, вследствие чего увеличится и ток ротора I2. В соответствии с уравнением (164) М=С·Ф·I2·cosφ2. Поэтому увеличение тока ротора приведет к увеличению вращающего момента, который в установившемся режиме уравновешивает момент нагрузки на валу.

Таким образом, на увеличение момента нагрузки двигатель ответит увеличением вращающего момента при меньшей частоте вращения ротора. Установится новое состояние равновесия. Рабочая точка на механической характеристике переместится из положения 1 в положение 2 (см. рис. 68), которому соответствуют вращающий момент М’>Мн, скольжение S’>Sн и частота вращения n’2<n2н.

4.7. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Один из способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей – введение добавочных сопротивлений в цепь фазного ротора. Частота вращения ротора при этом уменьшается (рис. 69). Регулировочными сопротивлениями могут быть пусковые сопротивления (см. рис. 67).

 


Рис. 69. Механические характеристики при

регулировании частоты вращения введением

в цепь ротора регулировочных сопротивлений

(Rд3>Rд2>Rд1)

Этот способ имеет недостатки:

1) значительные потери мощности в добавочных сопротивлениях;

2) с введением добавочных сопротивлений уменьшается жесткость механической характеристики;

3) процесс регулирования осуществляется только в сторону уменьшения частоты вращения от номинального значения;

4) процесс регулирования ступенчатый.

Этот метод может применяться только для асинхронных двигателей с фазным ротором.

Другой способ регулирования частоты вращения заключается в изменении числа пар полюсов, что в соответствии с формулой (161)  приводит к изменению частоты вращения магнитного поля и, следовательно, к изменению частоты вращения ротора. Изменение числа пар полюсов осуществляется изменением схемы соединения секций фаз обмотки статора.

Этот способ обычно применяется для многоскоростных двигателей специального назначения с короткозамкнутым ротором. Многоскоростными называются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, допускающие пересоединение катушек в каждой фазе обмотки статора.

Промышленностью выпускаются двухскоростные, трехскоростные асинхронные двигатели: 750/1500, 500/1000, 750/1500/3000 [].

У таких двигателей процесс регулирования осуществляется ступенчато без снижения жесткости механической характеристики (рис. 70).

Недостатки данного способа регулирования:

1) процесс регулирования ступенчатый;

2) при одних и тех же габаритах большей частоте вращения соответствует большая номинальная мощность; при снижении частоты вращения значительно снижаются номинальная мощность двигателя и его технические показатели (ηн, cosφн).

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя возможно и изменением частоты питающего напряжения f1.

При этом также в соответствии с формулой (161) изменяется частота вращения магнитного поля.

При уменьшении f1 (частоты тока I1) магнитный поток возрастает, токи в обмотке увеличиваются, а КПД и cоsφ1 снижаются. Для сохранения неизменной величины магнитного потока при частотном регулировании осуществляется одновременное пропорциональное изменение как частоты тока I1, так и амплитуды фазных напряжений (рис. 71). При этом Мкр двигателя остается почти неизменным, незначительно снижаясь с уменьшением f1 (см. рис. 71).

 


Рис. 71. Механические характеристики при

изменении частоты тока в цепи статора

В настоящее время для частотного регулирования используются специальные статические преобразователи частоты на тиристорах, позволяющие плавно регулировать частоту вращения асинхронных двигателей в широких пределах.


Преимущества цифровой обработки сигналов