Способы регулирования скоростью вращения асинхронного двигателя
На современном этапе развития промышленности возникла необходимость для создания управления темпом вращения различными методами и устройствами. Для этого используется регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя.
- Электронный трансформатор
Для чего нужно регулировка вращающей скорости?
- для изменения расхода воздуха вентиляционной системы;
- управление производительностью насосов;
- регулирование скоростью отдельных движущих деталей устройства;
- экономия электроэнергии;
- позволяет уменьшить степень шума;
- для уровня нужной производительности.
Регулирование скорости асинхронного двигателя может происходить несколькими способами. Самыми популярными являются:
Изменение частоты рабочего тока
Скорость вращения АД возможно настраивать методом изменения частоты переменного тока.
Регулятор осуществляет изменения скорости вращения. Частотное регулирование происходит с помощью полупроводниковых преобразователей. Принцип действия основывается на частоте, которая зависит от частоты питания.
Определить скорость можно по формуле: n 1 = 60 f/p , где n 1 – значение частоты вращения, p – пары полюсов статора, f – частота питания, 60 – показатель вычисления мерности.
Для работы двигателя без потерь происходит изменения частоты, напряжения. Последнее зависит от моментов нагрузки. При непрерывной нагрузке, соразмерными становятся напряжение и частота. Частотный регулятор повышает и понижает электрообороты большим масштабом. Благодаря этому, они довольно часто применяются в оборудовании. Например, многоконтактные станки. Скорость вращения электродвигателя приводит в движении намоточный вал, который регулируется полупроводниковым преобразователем.
Принцип действия заключается в двойном преобразовании. В механизм входит выпрямитель, импульсный инвертор, система управления. Синусоидальный поток становится постоянным и поступает на инвертор. Инвертор состоит из переключателей, из них напряжение идёт на статор. Постоянный ток становится переменным необходимой частоты. Параметры устанавливаются модулем управления.
Регулирование скорости числом пар полюсов
Один из популярных методов управления асинхронными двигателями с короткозамкнутыми роторами. Способ действия: уложить в пазы дополнительные обмотки, уменьшив сечение провода. Что ведёт к уменьшению номинального напряжения. Усложняются коммутация и энергетические характеристики.
Высокоскоростные двигатели имеют от 2 до 4 скоростей. Они оборудуют лифты, станки, насосы, вентиляторы.
Регулировка с автотрансформатором
В основе данного способа представлен обыкновенный трансформатор, с отводками от витков и одной электрообмоткой. Экономность происходит по причине неимения повторной обмотки.
Регулятор имеет до 6 стадий. Выходное напряжение будет не искажённым. Трансформатор выдерживает перегрузки. При этом занимает большие размеры.
Электропреобразователи для однофазных АД
Регулятор частоты для однофазного устройства
Частотное регулирование является основным методом регулирования мощности асинхронных электродвигателей. Предназначается для трёхфазных АД.
Для однофазных механизмов применяются специальные однофазные преобразователи. Их производит фирма INVERTEK DRIVES.
Специализированный частотный электропреобразователь обеспечивает высокоинтеллектуальное управление. Характеристика функций: поддержка водяного напора, расходование воздуха, регулировка скоростью, сбережение двигателя и удобный интерфейс. Однако стоимость преобразователя дорогая.
Для однофазного двигателя можно взять трёхфазный прибор с удалением из него конденсатора. Но при этом длительность работы уменьшиться из-за нагревания обмоток и допустимых замыканий. Преимущества применения очень большой выбор приборов, их низкая стоимость.
Регулирование на основе тиристора
Используется два тиристора или симистр. Тиристоры включены одновременно, каждый из них проводит полуволну.
В основе системы лежат моменты открытия и закрытия тиристоров. Вначале волны напряжения убирается часть, значение тока имеет изменения. Такая схема применяется в лампах накаливания, димерах.
Управление методом пропуска полупериодов волны напряжения
Устанавливается защитная цепь LRC для защиты ключа силы, для которого используется дроссели, конденсаторы и резисторы. При введении резистора в цепь, мощность теряется. Жёсткость механических характеристик снижается с уменьшением частоты вращения. На выходе добавляется конденсатор, который корректирует форму волны и ограничит мощность напряжения. Тиристоры лучше использовать с большей мощностью для обеспечения беспроблемного старта.
Преимуществом использования тиристоров является их недорогая цена и маленькие размер, вес. К недостаткам можно отнести предпочтительнее применение для маломощных двигателей, возникновение рывков, шума и треска в процессе работы.
Электронный трансформатор
ШИМ-регулятор работает по принципу широтной импульсной модуляции. Каскадом на выходе применяются полевые или биполярные транзисторы.
Транзисторы на выходе коммутируются с высокой частотой, при смене ширины импульса и времени между ними, изменения касаются напряжения на нагрузке в результате. При коротком импульсе и длинной паузе, напряжение уменьшается и мощность тоже.
Электронный трансформатор занимает меньшее пространство, обладает небольшим весом, стоит недорого. Ток выходит в чистой, неискаженной форме. На низком обороте отсутствует гул. Но прибор должен находиться на расстоянии до 5 метров или можно установить дистанционный регулятор. Можно сделать регулятор своими руками, ничем не хуже промышленного механизма. Его использовать в основе схемы, по которой собрать готовый регулятор.
Разнообразие регуляторов скорости вращения позволяют выбрать подходящий вариант для конкретного устройства. Это обеспечит продуктивность работы высокоскоростного асинхронного электродвигателя.
