Регулювання асинхронних двигунів

Асинхронна електрична машина (асинхронний двигун) – являє собою електричну машину, що працює від змінного струму, частота руху ротора якої не прирівнюється (в тяговому режимі нижче) періодичної частоті обертання електромагнітного поля, що створюється струмами робочої обмотки статора. В основному вони застосовуються як електричні двигуни і є головними перетворювачами електроенергії в механічну енергію.

На швидкість асинхронного двигуна можна впливати однієї з трьох величин:

1) зміна числа пар полюсів р
2) регулювання частоти f1 струму електромережі
3) зміною ковзання S

1) Зміна числа пар полюсів. Для зміни числа пар наявних полюсів асинхронного двигуна його статор роблять або з двома незалежними трифазними обмотками, або ж з одного трифазною обмоткою, на якій можна здійснювати перез’єднання на різні числа полюсів електродвигуна. На котушці статора створюють чотири електромагнітних полюса. Ці ж статорні котушки, які з’єднані між собою паралельно, створять тільки 2 полюси. Подальше перез’єднання статорних обмоток здійснюється за допомогою спеціального контролера. При цьому варіанті управління швидкістю обертання асинхронного двигуна відбувається стрибками.

Асинхронні двигуни випускаються з 750, 1000, 1500 і 3000 оборотів в хвилину. Безпосередню регулювання швидкості обертання асинхронного двигуна, через зміну числа полюсів, можна робити тільки у асинхронних двигунів (мають короткозамкнений ротор). Ротор електродвигуна з короткозамкненою обмоткою (в вигляді білячого колеса) може функціонувати при різних числах полюсів електромагнітного поля. Ротор електродвигуна, що має фазну обмотку, може працювати нормально тільки при строго певній кількості полюсів магнітного поля статора. В іншому випадку, фазную обмотку ротора електродвигуна довелося б перемикати, а це в свою чергу внесе значний ускладнення в схему електричного двигуна.

2) Регулювання частоти струму живильної електромережі. При цьому варіанті регулювання асинхронного двигуна (його швидкості обертання) частоту змінного електричного струму, що подається на статорних обмотку електродвигуна, змінюють за допомогою електронного перетворювача частоти струму. Підстроювання частоти електричного струму добре робити, коли використовується велика група асинхронних двигунів, які потребують спільного плавному регулюванні своєї швидкості обертання (текстильні верстати, рольганги і т.д.). Даний метод регулювання швидкості електродвигуна слабо поширений в силу складності і дорожнечі.

Перші 2 варіанти регулювання асинхронного двигуна (його швидкості обертання) вимагають або спеціального виконання самого електродвигуна, або ж наявності електронного перетворювача частоти струму і тому велику популярність не отримали.

3) Зміна ковзання. Третій варіант регулювання асинхронного двигуна полягає в тому, що під час роботи електродвигуна в електричний ланцюг роторної обмотки вводять додатковий опір регулювального реостата. Вводячи активний опір в електроланцюг фазного ротора, ми робимо більше ковзання, а значить, знижуємо швидкість обертання ротора. Такий варіант регулювання асинхронного двигуна застосовується лише для асинхронних електродвигунів з фазним ротором. Недоліком даного варіанту регулювання швидкості є те, що в реостате є значна втрата потужності.

Регулювання асинхронних двигунів шляхом їх реверсування. Для зміни напрямку руху асинхронного електродвигуна необхідно міняти місцями будь-яких два дроти з наявних трьох, які йдуть до статорні обмотки електродвигуна. При цьому змінюється напрямок обертання електромагнітного поля статора, і електродвигун починає обертатися в протилежну сторону.

Гальмування асинхронних двигунів може здійснюватися електричним, механічним і електромеханічним способом. Електромеханічне гальмування здійснюється за допомогою колодкового або стрічкового гальма, який діє на закріплений на валу шків. Ослаблення колодок або стрічки робиться спеціальним гальмівним електромагнітом, обмотка якого паралельно з’єднана з обмоткою статора електродвигуна. Електричне гальмування можна здійснити за допомогою реверсивного включення. При цьому зворотне магнітне поле обмотки статора буде прагнути протидіяти руху.

Посилання на основну публікацію