Използването на асинхронни двигатели с навит ротор като част от задвижване с променлива честота

При модернизиране на кранови електрически задвижвания, за да се намалят разходите, е рационално да се използват съществуващи и работещи асинхронни двигатели на крана. По-голямата част от домашните кранове обикновено са оборудвани с фазови роторни двигатели от сериите MT и 4MT.

Интерес представлява възможността за използване на кранови асинхронни двигатели с фазово заключен ротор като част от честотно управлявано електрическо задвижване. В момента LLC «Cranpriborservice» има положителен опит в експлоатацията на асинхронни двигатели с мощност до 55 kW с фазово ротор с късо съединение при захранване от честотни преобразуватели.

Такова техническо решение е направено по време на модернизацията на кранове, предварително оборудвани с традиционни системи за задвижване на кранове, базирани на асинхронен двигател с фазов ротор. За да се намалят разходите за подобна модернизация, бяха запазени електродвигатели, а в някои случаи и баластни резистори, които след проверка на изчисленията и промяна на схемата на свързване бяха използвани като спирачни резистори.

От енергийна гледна точка, електродвигателите с навит ротор от серията MT и 4MT са дори по-предпочитани от електрическите двигатели с катерична клетка от същата серия, тъй като те имат по-ниско активно съпротивление на намотката на ротора и следователно, по -ниски загуби в медта на ротора в равновесно състояние.

Електродвигател с навит ротор, избран за работа в традиционна кранова система с електрическо задвижване с реостатно регулиране, при превключване към захранване от честотен преобразувател (ако режимът на работа на механизма не е надвишен) винаги има по -ниско ниво на загуби при стартиране .

В повечето случаи се извършват модернизации на кранове, за да се разшири обхватът за контрол на скоростта за точни монтажни операции или при прехвърляне на крана към пода. В този случай режимът на работа на крана, като правило, е по -нисък от този, установен по време на неговото производство. При векторно управление загубите в стационарно състояние също се намаляват, тъй като при частично натоварване се оптимизира консумацията на енергия в електрическото задвижване.

Има мнение, че напрежението импулсира при широчинно импулсна модулацияприложено към намотките на двигателя води до ускорено стареене на изолацията. В този случай се препоръчва използването на „специални електродвигатели за работа като част от задвижвания с променлива честота“. Вярно е, че класът на изолация на такива електродвигатели не се различава от класа на изолация на битови електродвигатели от серията MT и 4MT. Повече от десет години експлоатация на електродвигатели с фазов ротор с късо съединени пръстени като част от задвижване с променлива честота показа тяхната висока надеждност.

Характеристика на дизайна на двигатели с фазов ротор е наличието на плъзгащи пръстени и четки. Следователно отворена верига на една от фазите на ротора на такива кранове поради износване на четките или повреда на държача на четката изглежда много вероятна.

За да се установи работоспособността на електрическото задвижване в случай на загуба на фаза на ротора, беше извършен експеримент на щанда на Cranpriborservice LLC с електрическо задвижване на повдигащия механизъм с честотен преобразувател от типа Altivar 71 и 55 kW мотор. Законът за управление на електродвигателя е векторен.Преди да се вдигне номинално натоварване „от тежестта“, една от фазите на късо съединението на ротора на двигателя с мощност 55 kW беше изключена.

След това електрическото задвижване беше включено по посока на изкачване с честота 25 Hz. В същото време електрическото задвижване се ускорява по посока на изкачване, но се забелязват колебания в скоростта.

На фиг. 1 показва експерименталните осцилограми на скоростта на електрическо задвижване с късо съединение на ротора и когато една от фазите в ротора е изключена.

Ориз. 1. Експериментални осцилограми на скоростта на електрическото задвижване при повдигане на номиналния товар 0-3P: 1-роторните пръстени са късо съединени; 2. една от фазите на ротора е изключена.

От осцилограмите може да се види, че ускорението на електрическото задвижване в посока на изкачване с прекъсната фаза в ротора продължава около 1,5 пъти по -дълго, отколкото при напълно скъсени пръстени. Въпреки това, от гледна точка на защита срещу падащ товар, такъв режим е приемлив.

Трябва също така да се отбележи, че токът на статора, измерен от преобразувателя по време на загуба на фаза, не се различава от тока в симетричен режим, въпреки че теоретично стойността му трябва да бъде по -висока. Топлинната защита на електродвигателя се основава на изчислението на I2t следователно работата му в този режим няма да се осъществи.

По този начин загубата на фаза в ротора може да не бъде забелязана от обслужващия персонал и двигателят може да се повреди от прегряване. Като защита срещу такъв режим е възможно да се предложи включването на термично реле в статорната или роторната верига, но това решение изисква експериментална проверка.