Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя

Под регулированием скорости вращения понимается принудительное изменение скорости вращения двигателя за счет изменения параметров источника питания.

Оценка свойств регулирования: диапазон регулирования, экономичность регулирования.

Асинхронный двигатель уступает по регулировочным свойствам двигателю постоянного тока.

Число оборотов ротора в минуту определяется следующим выражением:

.

Из выражения видно, что число оборотов ротора можно регулировать изменением любой из трех величин, определяющих число оборотов ротора, т.е. изменением частоты тока сети f₁, числа пар полюсов p и скольжения s.

5.8.1. Изменение частоты тока f₁

Осуществляется этот метод за счет использования преобразователей частоты. Выполняется преобразователь частоты на базе тиристоров. Таким способом можно как увеличивать, так и уменьшать скорость вращения по сравнению с номинальной.

Диапазон регулирования – до нескольких десятков.

Недостаток – достаточно высокая стоимость преобразователя частоты.

Изменение числа пар полюсов p

Этот способ ступенчатого изменения частоты вращения, т.к. число пар полюсов p целое число. Осуществляется за счет переключения электрической схемы обмотки статора. Такой двигатель имеет много выводов и снабжается специальным переключателем. Этот способ регулирования скорости асинхронного двигателя экономичен, но недостатком его является ступенчатое изменение скорости. Кроме того, стоимость такого двигателя значительно возрастает вследствие усложнения обмотки статора и увеличения габаритов машин. Регулирование скорости изменением числа полюсов применяется в двигателях с короткозамкнутым ротором. Промышленность выпускает многоскоростные электродвигатели (обычно двух-, трех- и четырехскоростные).

Изменение скольжения s

Скольжение можно изменять изменением напряжения на статоре. При изменении напряжения питающей сети изменяется вращающий момент двигателя, пропорциональный квадрату напряжения. Данный способ осуществляется за счет применения тиристорных регуляторов переменного напряжения. Недостаток – вместе с изменением напряжения изменяется пусковой момент M_п и максимальный момент M_м, приходится использовать двигатель повышенной мощности. Способ удобен для механизмов, которые уменьшают момент сопротивления при уменьшении частоты вращения. Обычно этот метод применяется для регулирования в 2 раза.

Скольжение можно изменять изменением активного сопротивления ротора. Регулировочный реостат включается в цепь обмотки фазного ротора подобно пусковому реостату, но в отличие от пускового этот, реостат рассчитывается на длительное прохождение тока. Данный способ применим для двигателей с фазным ротором. Недостаток большие потери в добавочном сопротивлении.