Честотно регулиране на асинхронен двигател

Понастоящем широко се използва честотен контрол на ъгловата скорост на въртене на електрическо задвижване с асинхронен двигател, тъй като позволява в широк диапазон плавно да се променя скоростта на въртене на ротора както над, така и под номиналната стойност.

Честотните преобразуватели са съвременни, високотехнологични устройства с широк диапазон на регулиране, които имат обширен набор от функции за управление на асинхронни двигатели. Най -високото качество и надеждност правят възможно използването им в различни индустрии за управление на задвижвания на помпи, вентилатори, конвейери и др.

Честотните преобразуватели за захранващо напрежение са разделени на еднофазни и трифазни, но по дизайн, на въртящи се и статични електрически машини. В преобразувателите на електрически машини променливата честота се получава чрез използването на конвенционални или специални електрически машини. V статични честотни преобразуватели промяната в честотата на захранващия ток се постига чрез използването на електрически елементи, които нямат движение.

Верига на честотен преобразувател на асинхронен двигател

Изходен сигнал на честотния преобразувател

Честотните преобразуватели за еднофазна мрежа могат да осигурят електрическо задвижване на производствено оборудване с мощност до 7,5 kW. Характеристика на дизайна на съвременните еднофазни преобразуватели е, че на входа има една фаза с напрежение 220V, а на изхода има три фази със същата стойност на напрежението, което позволява да се свържат трифазни електродвигатели към устройство без използване на кондензатори.

Честотните преобразуватели, захранвани от 380V трифазна мрежа, се предлагат в диапазона на мощност от 0,75 до 630 kW. В зависимост от стойността на мощността, устройствата се произвеждат в полимерни комбинирани и метални кутии.

Най -популярната стратегия за управление на асинхронните двигатели е векторното управление. В момента повечето честотни преобразуватели прилагат векторно управление или дори безсензорно векторно управление (тази тенденция се среща при честотни преобразуватели, които първоначално осъществяват скаларно управление и нямат терминали за свързване на сензор за скорост).

В зависимост от вида натоварване на изхода, честотните преобразуватели се подразделят според вида на изпълнение:

• за помпени и вентилаторни задвижвания;

• за общо промишлено електрическо задвижване;

• работи като част от електродвигатели, работещи с претоварване.

Механични характеристики на типичните натоварвания

Съвременните честотни преобразуватели имат разнообразен набор от функционални характеристики, например имат ръчно и автоматично управление на скоростта и посоката на въртене на двигателя, както и вграден потенциометър на контролния панел. Дарен с възможност за регулиране на изходния честотен диапазон от 0 до 800 Hz.

Преобразувателите са в състояние да управляват автоматично асинхронен двигател според сигнали от периферни сензори и да задвижват електрическо задвижване съгласно даден времеви алгоритъм. Поддържайте функциите за автоматично възстановяване на режима на работа в случай на краткотрайно прекъсване на захранването. Извършвайте преходно управление от отдалечена конзола и предпазвайте електродвигателите от претоварване.

Връзката между ъгловата скорост на въртене и честотата на захранващия ток следва от уравнението

ωo = 2πе1/ стр

При постоянно напрежение на захранването U1 и промяна в честотата магнитният поток на асинхронния двигател се променя. В същото време, за по -добро използване на магнитната система, с намаляване на честотата на захранване, е необходимо пропорционално да се намали напрежението, в противен случай намагнитващият ток и загубите в стоманата значително ще се увеличат.

По същия начин, с увеличаване на честотата на захранване, напрежението трябва да се увеличи пропорционално, за да се поддържа магнитния поток постоянен, тъй като в противен случай (с постоянен въртящ момент на вала) това ще доведе до увеличаване на тока на ротора, претоварване на намотките му по ток и намаляване на максималния въртящ момент.

Рационалният закон за регулиране на напрежението зависи от характера на момента на съпротивление.

В постоянен момент на статично натоварване (Ms = const) напрежението трябва да се регулира пропорционално на неговата честота U1 / f1 = const. За естеството на натоварването на вентилатора съотношението приема формата U1 / f21 = const.

С въртящ момент на товара, обратно пропорционален на скоростта U1 /√f1 = const.

Фигурите по -долу показват опростена схема на свързване и механични характеристики на асинхронен двигател с честотен контрол на ъгловата скорост.

Схема на свързване на честотен преобразувател към асинхронен двигател

Характеристики за товар с постоянен статичен момент на съпротивление

NSХарактеристики за зареждане на вентилатора

Характеристики при въртящ момент на статично натоварване, обратно пропорционален на ъгловата скорост на въртене

Честотно регулиране на скоростта на асинхронен двигател ви позволява да променяте ъгловата скорост на въртене в диапазона — 20 … 30 до 1. Регулиране на скоростта асинхронен двигател надолу от основния се извършва практически до нула.

Когато честотата на захранващата мрежа се промени, горната граница на скоростта на въртене на асинхронен двигател зависи от неговите механични свойства, особено след като при честоти над номиналния асинхронен двигател работи с по -добри енергийни характеристики, отколкото при по -ниски честоти. Следователно, ако в задвижващата система се използва скоростна кутия, този честотен контрол на двигателя трябва да се извършва не само надолу, но и нагоре от номиналната точка, до максимално допустимата скорост на въртене при условията на механичната якост на ротора .

Когато оборотите на двигателя се повишат над стойността, посочена в паспорта му, честотата на източника на захранване не трябва да надвишава номиналната не повече от 1,5 — 2 пъти.

Честотният метод е най-обещаващ за регулиране на асинхронен двигател с ротор с катеричка. Загубите на мощност при такова регулиране са малки, тъй като не са придружени от увеличаване на подхлъзване… Получените механични характеристики са силно твърди.