Regulació de la velocitat d'un motor d'inducció

Els més comuns són els següents mètodes per controlar la velocitat d'un motor asíncron: un canvi en la resistència addicional del circuit del rotor, un canvi en la tensió subministrada al bobinat de l'estator, un canvi en la freqüència de la tensió d'alimentació, així com com canviar el nombre de pols.

Regulació de la velocitat d'un motor d'inducció introduint resistències al circuit del rotor

Introducció resistències al circuit del rotor comporta un augment de les pèrdues de potència i una disminució de la velocitat del rotor del motor a causa d'un augment del lliscament, ja que n = nО (1 — s).

Fig. 1 es dedueix que a mesura que augmenta la resistència en el circuit del rotor amb el mateix parell, la velocitat del motor disminueix.

Duresa característiques mecàniques disminueix significativament amb la disminució de la velocitat de rotació, la qual cosa limita el rang de control a (2 — 3): 1. El desavantatge d'aquest mètode són les pèrdues d'energia importants, que són proporcionals al lliscament. Aquest ajust només és possible per motor del rotor. 

Regulació de la velocitat de gir d'un motor d'inducció canviant la tensió de l'estator

Un canvi en la tensió aplicada al bobinatge de l'estator d'un motor asíncron us permet ajustar la velocitat mitjançant mitjans tècnics i esquemes de control relativament senzills. Per fer-ho, es connecta un regulador de tensió entre una xarxa de corrent altern amb una tensió estàndard U1nom i l'estator del motor elèctric.

En ajustar la velocitat motor asíncron canvi en la tensió aplicada al bobinat de l'estator, el moment crític Mcr del motor asíncron varia en proporció al quadrat de la tensió aplicada al motor Uret (Fig. 3) i el lliscament des d'Uret no depèn.

Arròs. 1. Característiques mecàniques d'un motor d'inducció amb rotor bobinat a diferents resistències de resistències incloses en el circuit del rotor

Arròs. 2. Esquema de regulació de la velocitat d'un motor d'inducció canviant la tensió de l'estator

Arròs. 3. Característiques mecàniques d'un motor d'inducció en canviar la tensió aplicada als bobinats de l'estator

Si el moment de resistència de la màquina accionada és més gran parell d'arrencada del motor elèctric (Ms> Mstart), aleshores el motor no girarà, per la qual cosa cal engegar-lo a la tensió nominal Unom o al ralentí.

Així, és possible regular la velocitat de rotació dels motors d'inducció de gàbia d'esquirol només amb una càrrega semblant a un ventilador. A més, s'han d'utilitzar motors especials d'alt lliscament. El rang de control és petit, fins a nkr.

Per canviar la tensió, aplica autotransformadors trifàsics i reguladors de voltatge del tiristor.

Arròs. 4.Esquema del regulador de tensió del tiristor del sistema de control de velocitat de llaç tancat - motor d'inducció (TRN - IM)

Control de llaç tancat d'un motor asíncron fet d'acord amb l'esquema del regulador de tensió del tiristor: el motor elèctric permet ajustar la velocitat d'un motor asíncron amb un major lliscament (aquests motors s'utilitzen en unitats de ventilació).

Regulació de la velocitat de gir d'un motor d'inducció canviant la freqüència de la tensió d'alimentació

Com que la freqüència de rotació del camp magnètic de l'estator no = 60e/p, l'ajust de la velocitat de rotació del motor d'inducció es pot dur a terme canviant la freqüència de la tensió d'alimentació.

El principi del mètode de freqüència per regular la velocitat d'un motor asíncron rau en el fet que canviant la freqüència de la tensió d'alimentació, d'acord amb l'expressió amb un nombre constant de parells de pols p, la velocitat angular es pot canviar mitjançant el camp magnètic de l'estator.

Aquest mètode proporciona un control suau de velocitat en un ampli rang i les característiques mecàniques tenen una gran rigidesa.

Per obtenir un alt rendiment energètic dels motors asíncrons (coeficients de potència, eficiència, capacitat de sobrecàrrega), cal canviar la tensió d'alimentació simultàniament amb la freqüència. La llei del canvi de tensió depèn de la naturalesa del moment de càrrega Sra. Amb càrrega de parell constant, la tensió de l'estator s'ha de controlar en proporció a la freqüència.

A la fig. 5, i les característiques mecàniques de l'IM sintonitzat amb freqüència es mostren a la Fig. 6.

Arròs. 5.Esquema del convertidor de freqüència

Arròs. 6. Característiques mecàniques d'un motor asíncron amb regulació de freqüència

A mesura que la freqüència f disminueix, el moment crític disminueix lleugerament a la regió de velocitats de rotació baixes. Això es deu a un augment de la influència de la resistència activa del bobinat de l'estator amb una disminució simultània de freqüència i tensió.

La velocitat del motor asíncron de regulació de freqüència us permet canviar la velocitat en el rang (20 - 30): 1. El mètode de freqüència és el més prometedor per regular un motor asíncron amb un rotor en una gàbia d'esquirol. Les pèrdues de potència amb aquesta disposició són petites perquè les pèrdues per lliscament són mínimes.

Els convertidors de freqüència més moderns construïts segons l'esquema de doble conversió. Consten de les següents parts principals: enllaç DC (rectificador no controlat), inversor de potència d'impulsos i sistema de control.

L'enllaç DC consta d'un rectificador incontrolat i un filtre. La tensió alterna de la xarxa de subministrament es converteix en una tensió de corrent continu.

L'inversor de polsos trifàsic conté sis interruptors de transistors. Cada bobinatge del motor es connecta mitjançant el seu interruptor corresponent als terminals positius i negatius del rectificador. L'inversor converteix la tensió rectificada en una tensió alterna trifàsica de la freqüència i amplitud desitjades, que s'aplica als bobinatges de l'estator del motor elèctric.

A les etapes de sortida de l'inversor, els interruptors d'alimentació s'utilitzen com a interruptors. Transistors IGBT... En comparació amb els tiristors, tenen una freqüència de commutació més alta, que els permet produir un senyal de sortida sinusoïdal amb una distorsió mínima.Regulació de la freqüència de sortida Les tensions aigües avall i de sortida es realitzen per alta freqüència modulació d'amplada de pols.

Control de la velocitat de commutació d'un motor d'inducció Parell de pols

El control de velocitat esglaonat es pot realitzar mitjançant l'ús especial Motors d'inducció multivelocitat de gàbia d'esquirol. 

De l'expressió no = 60e/ p es dedueix que quan canvia el nombre de parells de pols p s'obtenen característiques mecàniques amb diferents velocitats de gir per al camp magnètic de l'estator. Com que el valor de p està determinat per nombres enters, la transició d'una característica a una altra en el procés d'ajust és gradual.

Hi ha dues maneres de canviar el nombre de parells de pols. En el primer cas, a les ranures de l'estator es col·loquen dos bobinatges amb un nombre diferent de pols. Quan la velocitat canvia, un dels bobinats es connecta a la xarxa.En el segon cas, el bobinat de cada fase consta de dues parts connectades en paral·lel o en sèrie. En aquest cas, el nombre de parells de pols canvia en un factor de dos.

Arròs. 7. Esquemes de commutació dels bobinatges d'un motor asíncron: a — d'una estrella simple a una estrella doble; b — d'un triangle a una estrella doble

El control de velocitat canviant el nombre de parells de pols és econòmic i les característiques mecàniques mantenen la rigidesa. El desavantatge d'aquest mètode és la naturalesa de pas del canvi de velocitat del motor d'inducció del rotor de gàbia d'esquirol. Hi ha motors de dues velocitats disponibles amb 4/2, 8/4, 12/6 pols. El motor elèctric de quatre velocitats de 12/8/6/4 pols té dos bobinatges de commutació.

Materials utilitzats del llibre Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Equips elèctrics de les empreses agrícoles.