Реостатное регулирование.

Реостатное регулирование частоты вращения ротора трехфазных асинхронных двигателей с контактными кольцами осуществляется с помощью трехфазного реостата, включаемого в цепь обмотки ротора так же, как и пусковой реостат (см. рис. 3.11.2, а). В отличие от пускового реостата его рассчитывают на длительный режим работы и называют регулировочным реостатом. Семейство механических характеристик двигателя с регулировочным реостатом ничем не отличается от характеристик с пусковым реостатом (см. рис. 3.11.2, б). Они свидетельствуют о том, что с увеличением сопротивления регулировочного реостата частота вращения ротора снижается.

Если момент сопротивления нагрузки неизменен, то амплитуды токов в обмотке ротора при реостатном регулировании сохраняются почти неизменными. Это означает, что с увеличением сопротивления регулировочного реостата мощность потерь в нем возрастает. Номинальная мощность регулировочного реостата обычно соизмерима с мощностью двигателя, и, как следствие этого, он имеет большие габариты. Поэтому реостатный способ регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является неэкономичным. Однако он прост и обеспечивает плавное изменение частоты вращения в широких пределах. Его иногда применяют для регулирования частоты вращения двигателей средней мощности.

На рис. 3.12.6 приведены механические характеристики п(М) для трех разных значений сопротивления регулировочного реостата (R2p) в цени фазного ротора, полученные с использованием моделирующей программы (см. параграф 5.2). Из сравнения характеристик следует, что при изменении сопротивления регулировочного реостата в цепи фазного ротора максимальный момент и частота вращения при холостом ходе остаются постоянными, а изменяется частота вращения при нагрузке. На рис. 3.12.7 приведены графики зависимостей /(?) и n(t), полученные при моделировании прямого пуска асинхронного двигателя (см. параграф 3.11) и последующего регулирования частоты вращения двигателя путем включения регулировочного реостата в цепь фазного ротора. В интервале времени от 0 до ?, происходит пуск двигателя при номинальной нагрузке, и затем двигатель переходит в установившийся режим работы, когда Мвр = Мс и п = const. В момент времени /, увеличивается сопротивление регулировочного реостата (R2 ) в цени фазного ротора. При этом в интервале времени t{ -12 протекает электромеханический переходный режим, сопровождающийся

Механические характеристики асинхронного двигателя для разных значений сопротивления регулировочного реостата (R) в цепи фазного ротора (Модель)

Рис. 3.12.6. Механические характеристики асинхронного двигателя для разных значений сопротивления регулировочного реостата (R2p) в цепи фазного ротора (Модель):

1 ~ Ry,= 0; 2 — Л, > 0;3 — Д2|)2 > &>р.

Графики зависимостей I(t) и n(t) при прямом пуске и реостатном регулировании частоты вращения асинхронного двигателя

Рис. 3.12.7. Графики зависимостей I(t) и n(t) при прямом пуске и реостатном регулировании частоты вращения асинхронного двигателя

(Модель)

уменьшением тока статора и частоты вращения, затем ток статора увеличивается и достигает первоначального значения. По окончании переходного процесса наступает новый установившийся режим с меньшей частотой вращения.

Существует еще несколько возможных методов регулирования. При изменении напряжения, подводимого к статору машины, механические характеристики изменяются так, как показано на рис. 3.12.8: максимальный момент изменяется пропорционально квадрату напряжения, а критическое скольжение остается неизменным. Критическое скольжение, как правило, не превышает нескольких процентов, поэтому диапазон регулирования частоты вращения узкий. Снижение максимального момента уменьшает запас по устойчивости работы двигателя.

На рис. 3.12.9 приведены механические характеристики п(М) для трех разных значений напряжения источника питания, полученные с использованием моделирующей программы (см. параграф 5.2). Из сравнения характеристик следует, что при изменении напряжения источника питания частота вращения при холостом ходе остается постоянной, а изменяются

Регулирование частоты вращения изменением напряжения питания

Рис. 3.12.8. Регулирование частоты вращения изменением напряжения питания

Механические характеристики двигателя для разных значений напряжения источника питания (Модель)

Рис. 3.12.9. Механические характеристики двигателя для разных значений напряжения источника питания (Модель):

1-U=UnOM;2-UlHOM;3-U2l

частота вращения при нагрузке и максимальный момент. На рис. 3.12.10 приведены графики зависимостей /(?) и n(t), полученные при моделировании прямого пуска асинхронного двигателя (см. параграф 3.11) и последующего регулирования частоты вращения двигателя путем изменения напряжения источника питания. В интервале времени от 0 до происходит прямой пуск двигателя при номинальной нагрузке, и затем двигатель переходит в установившийся режим работы, когда Мир = Мси п = const. В момент времени Ь{ уменьшается напряжение источника питания. При этом в интервале времени t{ - t2 протекает электромеханический переходный режим, сопровождающийся уменьшением тока статора и частоты вращения, затем ток статора увеличивается до значения, большего, чем первоначальное. По окончании переходного процесса наступает новый установившийся режим с меньшей частотой вращения.

Иногда находит применение комбинированный способ регулирования, когда изменяются подводимое к двигателю напряжение и активное сопротивление ротора.

Графики зависимостей I(t) и n(t) при прямом пуске и регулировании частоты вращения путем изменения напряжения источника питания асинхронного двигателя (Модель)

Рис. 3.12.10. Графики зависимостей I(t) и n(t) при прямом пуске и регулировании частоты вращения путем изменения напряжения источника питания асинхронного двигателя (Модель)

Возможно регулирование частоты вращения введением ЭДС в цепь ротора. Такие машины получили название асинхронных двигателей двойного питания.

В заключение отметим, что при необходимости регулирования частоты вращения и момента асинхронные машины с современными электронными устройствами управления находят самое широкое применение. Падает стоимость электронных блоков управления, и традиционные коллекторные машины постоянного тока в связи с меньшей надежностью и долговечностью щеточно-коллекторного узла постепенно вытесняются асинхронными двигателями и синхронными машинами с возбуждением от постоянных магнитов.

Задание 3.12.1. Назовите способ, позволяющий регулировать частоту вращения асинхронного двигателя в сторону повышения, добившись условия п2 = 3000 об/мин.

Варианты ответа:

  • 1. Полюсное регулирование.
  • 2. Частотное регулирование.
  • 3. Реостатное регулирование.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >