Асинхронный двигатель увеличиваем обороты

Эксплуатация электрических машин и аппаратуры — Изменение скорости вращения ротора асинхронного двигателя

Содержание материала

В условиях эксплуатации электроустановок иногда возникает необходимость изменить поминальную скорость вращения ротора короткозамкнутых двигателей. В ряде случаев переключение данной обмотки статора двигателя на другое число полюсов предпочтительнее, чем перемотка двигателя на другую скорость, так как переключить обмотку можно сравнительно быстро без затраты обмоточного провода. Можно переключать на большую и меньшую скорость вращения обмотки двигателей присоединением в лобовых частях.
Переключать асинхронные двигатели на большую скорость вращения можно при однослойной и двухслойной обмотке на статоре.
При наличии на статоре однослойной обмотки (двухплоскостной или цепной не «вразвалку») увеличить скорость вращения ротора двигателя можно лишь вдвое. Число пар полюсов исходной обмотки должно быть четным, то есть скорость вращения до его переключения должна быть примерно 1500 и 750 об/мин. Увеличение скорости вращения ротора двигателя с однослойной обмоткой на статоре достигается изменением направления тока в получастях фаз на каждых четырех соседних полюсах исходной обмотки. При переключении двигателя с 1500 на 3000 об/мин (синхронных) достаточно изменить направление токов в полуфазах обмотки. На рисунке 101 показана принципиальная схема переключения одной фазы двигателя с однослойной обмоткой на вдвое большую скорость вращения.
При переключении статорной обмотки на меньшее число полюсов изменяется градусное выражение зубцового деления.

Поэтому начало средней фазы переносится в другую катушечную группу, чтобы и при большей скорости вращения получить пространственное смещение фазных обмоток в 120 эл. градусов.

Рис. 101. Принципиальная схема переключения фазы двигателя с меньшей (а) на большую (б) скорость вращения.
Переключение асинхронных двигателей с однослойной обмоткой на большую скорость вращения приводит к значительному искажению магнитного поля. По этой причине переключенный двигатель при пуске застревает примерно на 1/7, новой номинальной скорости вращения. Для устранения явления задержки ротора при разбеге двигатель нужно пускать на меньшей скорости, а затем переключать на большую. В этом случае получается двухскоростной двигатель с девятью свободными концами обмотки статора. Принципиальная схема двухскоростного двигателя показана на рисунке 102. Для управления двигателем можно использовать многоконтактный пакетный переключатель или два трехполюсных переключателя, как показано на рисунке 102. Для пуска оба переключателя замыкают в верхнее положение, и двигатель разворачивается на меньшей скорости. Затем переключатели одновременно переводят в нижнее положение, двигатель переходит на большую скорость вращения.

Рис. 102. Принципиальная схема двухскоростного двигателя, полученного из односкоростного с однослойной обмоткой статора.
Переключение двигателя на большую скорость вращения сопровождается изменением индукции и магнитного потока машины. В результате немного увеличивается нагрев статора. Мощность К. п. д. и cosφ двигателя после переключения на большую скорость при номинальном напряжении не изменяются.
При двухслойной обмотке статора скорость вращения двигателя можно увеличить вдвое (при четном числе полюсов) и на ближайшую большую синхронную скорость.
Для увеличения скорости вращения двигателя вдвое необходимо увеличить число катушек в катушечной группе, что достигается последовательным соединением двух соседних катушечных групп в исходной обмотке.

При изменении скорости двигателя на ближайшую большую, например с 1000 на 1500 об/мин, нужно перегруппировать катушки в соответствии с новым числом полюсов обмотки. Для этого следует разъединить некоторые в определенных местах расположенные катушечные группы, чтобы образовать новые с требуемым числом катушек в них. Если обмотка при 1000 об/мин имела в группе по две катушки, то после переключения на 1500 об/мин катушечные группы должны содержать по три катушки. Для получения таких групп шесть групп исходной обмотки, равномерно расположенные по расточке статора, надо разъединить на две катушки и последовательно присоединить по одной к группам, расположенным справа и слева от расчлененной группы.
После образования групп с определенным числом катушек в них соединяют фазы обычным образом для двухслойных обмоток. В результате переключения получается обычная двухслойная обмотка с очень сильным укорочением шага. Это укорочение тем больше, чем на более высокую скорость переключен двигатель.
При неизменном напряжении на фазе двигателя после его переключения значительно возрастает индукция в статоре к ток холостого хода, что в ряде случаев вызывает нагрев к снижает cosφ двигателя. Для устранения этого требуется снижать напряжение на виток, что может быть достигнуто за счет переключения фаз с треугольника на звезду или уменьшения числа параллельных ветвей. При этом мощность двигателя уменьшается. За счет возможного увеличения тока при большей скорости вращения можно несколько повысить допустимую мощность двигателя после переключения при удовлетворительных значениях к. п. д. и соsφ.
Разбег двигателя после переключения на большую скорость удовлетворительный, так как характер магнитного поля не изменяется.
Асинхронный двигатель переключают на меньшую скорость вращения только при двухслойной обмотке на статоре при укороченном шаге. Если шаг обмотки такой Величины, что степень укорочения его при большей скорости вращения не меньше степени удлинения при меньшей скорости, то после переключения обмотки получаются удовлетворительные результаты работы двигателя.
Уменьшить скорость вращения двигателя с двухслойной обмоткой можно вдвое и на ближайшую меньшую синхронную скорость, например, можно переключать с 1500 на 1000 об/мин или с 1000 на 750 об/мин. Для переключения на меньшую скорость вращения необходимо расчленить в лобовых частях катушечные группы исходной обмотки, образовать новые группы с числом катушек в них, соответствующим уменьшенной скорости (большему числу полюсов). Если обмотка при 1500 об/мин имела группы из трех катушек, то при переключении на 1000 об/мин нужно образовать группы по две катушки. Вновь полученные группы для двухслойных обмоток соединяют в фазы.
Уменьшение скорости вращения переключением данной обмотки сопровождается ростом индукции, тока холостого хода, нагрева двигателя при низких к. п. д. и cos φ.

Длительная работа двигателя в этих условиях невозможна. Условия тем тяжелее, чем больше снижается скорость вращения двигателя Для устранения этого нужно уменьшить витковое напряжение фазы двигателя. Этого можно достичь, перейдя на ближайшее меньшее стандартное напряжение, переходом от схемы соединения фаз треугольником к звезде и уменьшением параллельных ветвей в фазах.
При переключении двухслойной обмотки на меньшую скорость можно получить двухскоростной двигатель. Наиболее просто это сделать, если переключить скорости с отношением 2:1. Для этого исходная обмотка должна быть со значительно укороченным шагом и иметь по две параллельные ветви в фазах. Меньшая скорость вращения достигается изменением направления тока в соответствующих полуфазах обмотки. Для этого используют удобную схему двойная звезда — одинарная звезда с шестью свободными выводами обмотки. На высшей скорости двигатель работает по схеме двойная звезда, на меньшей — по схеме одинарная звезда.
Двигатель с обычной двухслойной обмоткой можно переделать в двухскоростной и с другим соотношением скорости, например 3:2. Такой двигатель для изменения скорости вращения требует сложного переключающего устройства

Асинхронный двигатель увеличиваем обороты

И раскручивайте хоть под 200Гц.

вряд ли получится, разгонял как то двигатель до 150 гц, он аж крутится переставал, на 120 гц работает устойчиво, думаю это связанно с перемагничиванием.

Читать еще:  Что такое компрессия двигателя и как ее измерить

Всем спасибо! Проблема решена, раскрутил до 75Гц. Сутки-полет нормальный, ток в пределах нормы, нагрев допустимый.
Вот это и странно.
Вентиляторы не делают с запасом мощности в 3-4 раза, обычно мощность отбираемая улиткой от электродвигателя — 60-70% номинальной мощности двигателя.
В вашем случае мощность на валу увеличилась более чем в 2 раза.

Сутки-полет нормальный, ток в пределах нормы, нагрев допустимый.
Потребляемый ток и номинальный ток двигателя?
температура статора и температура окружающей среды?

У меня 2 версии:
1) Засранный дымоход.
2) «самодельный» вентилятор — движок вместо 7квтх1500об/мин поставили 11квтх1000об/мин.

Частотник 3-х фазный, движок 11кВт звезда
Может просто на треугольник перейти? Если надпись на шильдике двигателя позволяет 🙂
Всяко лучше будет чем герцами частотника играться.

P. S. На вентустановках частенько видел рекомендованную частоту питания двигателя 63 Гц, 46 Гц и тд.

С чего бы это увеличилась больше номинала? При чем тут частота?

А коллега уже писал о вентиляторной нагрузке — http://www.owen.ru/forum/showthread.php?t=27960&p=265982&viewfull=1#post265982

Двигатель без нагрузки никого никогда не интересует.

Может просто на треугольник перейти? Если надпись на шильдике двигателя позволяет 🙂
Всяко лучше будет чем герцами частотника играться.

P. S. На вентустановках частенько видел рекомендованную частоту питания двигателя 63 Гц, 46 Гц и тд.

На треугольник нельзя, можно спалить движок.

А коллега уже писал о вентиляторной нагрузке — http://www.owen.ru/forum/showthread.php?t=27960&p=265982&viewfull=1#post265982

Двигатель без нагрузки никого никогда не интересует.И что с того?
Как частота влияет на мощность? Где в формуле мощности частота?

На котельной стоит дымосос, на 1000 об/мин (штатная при 50Гц), но его немного не хватает для создания необходимого разряжения, не могу в полную силу запустить поддувы. Дымосос включен через частотник и, пока теоретически, я могу задать ему частоту повыше. И так и сяк думал, вроде двигателю ничего не должно случиться, балансировка колеса в норме, но что-то мне не дает покоя. Подскажите, если я буду крутить мотор с повышенной для него частотой есть ли у него предпосылки подохнуть?

Котельная — объект повышенной опасности и ответственности, надо очень «смелые» решения, чтобы в отступлении от проекта, без разрешения производителя вентиляторного агрегата «раскручивать» его выше номинальных значений. Причем судя по тексту обсуждения — без наличия необходимых теоретических базовых знаний. Это для СК и рубрики «проишествия».
По технике:
— Вы сверились с допустимой для данного вентилятора допустимой частотой вращения? Его может «разнести» или с фундамента сорвать. Может не через день, может через месяц. В этой теме это самое главное, а не Герцы, Вольты и Амперы.
— несколько раз писалось про квадратичную х-ку у вентилятора, при увеличении частоты вращения, прирост тока не мог быть незначительным, если только шибера открыты и воздуховоды не забиты. С этим надо разбираться, а не частоту крутить.
— если уж по электричеству, то, если двигатель 220/380 и у ПЧ двойной запас по мощности, правильное — решение двигатель на треугольник (220), а на ПЧ максимальную частоту 87 Гц при 380 на выходе. Это позволит двигателю хотя бы не потерять в развиваемом моменте на повышенной частоте.

Котельная — объект повышенной опасности и ответственности, надо очень «смелые» решения, чтобы в отступлении от проекта, без разрешения производителя вентиляторного агрегата «раскручивать» его выше номинальных значений. Причем судя по тексту обсуждения — без наличия необходимых теоретических базовых знаний. Это для СК и рубрики «проишествия».
По технике:
— Вы сверились с допустимой для данного вентилятора допустимой частотой вращения? Его может «разнести» или с фундамента сорвать. Может не через день, может через месяц. В этой теме это самое главное, а не Герцы, Вольты и Амперы.
— несколько раз писалось про квадратичную х-ку у вентилятора, при увеличении частоты вращения, прирост тока не мог быть незначительным, если только шибера открыты и воздуховоды не забиты. С этим надо разбираться, а не частоту крутить.
— если уж по электричеству, то, если двигатель 220/380 и у ПЧ двойной запас по мощности, правильное — решение двигатель на треугольник (220), а на ПЧ максимальную частоту 87 Гц при 380 на выходе. Это позволит двигателю хотя бы не потерять в развиваемом моменте на повышенной частоте.

И, что, так будет работать? Если обмотки двигателя переключить на треугольник(220 В) и подать на него 380 В.

И что с того?
Как частота влияет на мощность? Где в формуле мощности частота?

P=M*w
P — мощность;
M — момент;
w — угловая скорость рад/сек (или через 2Пи частота).

При этом момент на центробежном вентиляторе также не постоянен, а увеличивается при увеличении частоты вращения. ИТОГО квадратичная зависимость мощности от частоты вращения.

И, что, так будет работать? Если обмотки двигателя переключить на треугольник(220 В) и подать на него 380 В.

Вы знаете, что такое вольтчастотная х-ка у ПЧ?
Да, на собранный треугольником в 220В подаем линейное 380, но не 50, а 87 Гц. Реактивное сопротивление увеличивается пропорционально частоте не даст току превысить номинальное значение, а при линейной вольтчастотной х-ке, на частоте 50 Гц ПЧ будет выдавать уже не 380, а 220В линейного напряжения. Опять же электрический номинал. Это не вчера придуманный способ применения ПЧ. Электрически позволяет получить большую частоту вращения без потери номинального момента на валу двигателя.

И дальше? Продолжайте мысль. Электрическая мощность где?

Рэ — полная электрическая мощность;
Рм — механическая мощность на валу двигателя;
кпд — кпд;
cos — сos φ.

P=M*w
P — мощность;
M — момент;
w — угловая скорость рад/сек (или через 2Пи частота).

При этом момент на центробежном вентиляторе также не постоянен, а увеличивается при увеличении частоты вращения. ИТОГО квадратичная зависимость мощности от частоты вращения.
Ошибаетесь, коллега. На первой странице ветки я давал ссылку, оттуда:
«на рис. 136 приведены характеристики центробежного насоса, компрессора или вентилятора. Для последних характерным является рост моментов от скорости по квадратичной зависимости, а мощности — по кубической.»

Вы знаете, что такое вольтчастотная х-ка у ПЧ?
Да, на собранный треугольником в 220В подаем линейное 380, но не 50, а 87 Гц. Реактивное сопротивление увеличивается пропорционально частоте не даст току превысить номинальное значение, а при линейной вольтчастотной х-ке, на частоте 50 Гц ПЧ будет выдавать уже не 380, а 220В линейного напряжения. Опять же электрический номинал. Это не вчера придуманный способ применения ПЧ. Электрически позволяет получить большую частоту вращения без потери номинального момента на валу двигателя.

Так не получится, даже если момент нагрузки постоянный, пропорционально увеличению частоты вращения выше номинальной увеличится мощность, только что формулу приводили, двигатель быстро перегреется!

Так не получится, даже если момент нагрузки постоянный, пропорционально увеличению частоты вращения выше номинальной увеличится мощность, только что формулу приводили, двигатель быстро перегреется!

Читать еще:  Что означает литровый двигатель

Нагрев зависит от тока, ток при описанном выше способе, не превышает номинальный, соответственно и тепло не более номинального. Что до мощности, то механическая мощность и полная потребляемая электрическая мощность действительно увеличиваются и с двигателя, к примеру 11 кВт, можно таким способом снять почти 19 кВт механической мощности (но и электрической он будет потреблять больше, поэтому ПЧ надо на большую мощность). В этом и прелесть описанного выше способа, что двигателем меньшего габарита можно сделать большую механическую работу. Конечно на реальных машинах не всё и не во всех диапазонах линейно, но эти отклонения несущественны. Кто и когда придумал это не знаю, но я этим пользуюсь уже более 10 лет.

Все зависит о угла атаки лопасти. По мере роста скорости угол атаки надо уменьшать. иначе лопасти уже не гонят воздух а тормозят. На внешней (верхней) стороне лопасти происходит отрыв потока от лопасти и она теряет свою подъемную силу.Ну разумеется, если бросать тот же бетон не лопатами, а столовыми ложками, то усилия будут меньше, но мельтешить для сохранения той же производительности придётся чаще.
Вот только кому нужна такая «кулибинская рационализация»?!

А явление срыва потока на лопастях центробежных вентиляторов называется «помпаж».
Можете по-гуглить к чему это ведёт.

Вот только кому нужна такая «кулибинская рационализация»?!

Ваше сравнение крайне неудачное, Кулибин достиг выдающихся успехов в работе!
Я вот подумал, что изобрести, чтобы иметь полное право сравнится по успешности с Кулибиным, думаю, как минимум, «холодный термояд»!
Если мне не верите, могу дать ссылки:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Кулибин,_Иван_Петрович
http://fb.ru/article/274824/chto-izobrel-kulibin-ivan-petrovich
http://to-name.ru/biography/ivan-kulibin.htm
https://www.drive2.ru/c/1902858/

Да на кулибинах и держится мир. Но тема интересно в одном что имеет форма разговора и это есть хорошо. Для затравки пару тем могу озвучить. Пример как увеличить мощность двигателя в 2 раза с использованием ПЧ оставаясь при тех же габаритах.

На практике это что означает? Наверно примерно так: берём(приобретаем) какую-то машину, но без двигателя, затем приобретаем двигатель в два раза меньшей мощности и в два раза меньшими оборотами(чем необходимо для данной машины) и с помощью ПЧ раскручиваем его до двух номиналов оборотов вращения в минуту?! Я так предполагаю этим никто нормальный заморачиваться не станет!
Да, совсем забыл, это ещё не всё, иначе фокус не получится, дополнительно переключаем обмотки двигателя(обязательно220/380В) в треугольник, т. е. на 220 вольт и в настройках ПЧ для двигателя выставляем номинальную частоту питающей сети 87 Гц, характеристику U/F — линейную:

На практике это что означает? Наверно примерно так: берём(приобретаем) какую-то машину, но без двигателя, затем приобретаем двигатель в два раза меньшей мощности и в два раза меньшими оборотами(чем необходимо для данной машины) и с помощью ПЧ раскручиваем его до двух номиналов оборотов вращения в минуту?! Я так предполагаю этим никто нормальный заморачиваться не станет!

Да, решение не идеальное, но имеет место как вынужденное при определенных условиях. Кстати по поводу экономии массогабаритов тоже не всегда, поскольку двигатель с большей синхронной частотой, как правило, имеет меньший габарит с двигателем на меньшую частоту вращения. При одинаковой мощности конечно. Поэтому логичнее бывает заменить двигатель с 1000, на 2,2кВт(к примеру) на 1500 4кВт. Габарит у этих двигателей будет одинаковый, и получаем даже дополнительный выигрыш по моменту и без ПЧ. Но иногда то, что логично не всегда удобно реализуемо, вот и возникают такие вынужденные решения. Я ни в коем случае не ратую за их поголовное внедрение, но знать про это полезно, может когда и пригодится.

Форум АСУТП

Клуб специалистов в области промышленной автоматизации

  • Обязательно представиться на русском языке кириллицей (заполнить поле «Имя»).
  • Фиктивные имена мы не приветствуем. Ивановых и Пупкиных здесь уже предостаточно — придумайте что-то пооригинальнее.
  • Не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему — вместо этого создать новую тему.
  • За поиск и предложение пиратского ПО — бан без предупреждения.
  • Рекламу и частные объявления «куплю/продам/есть халтура» мы не размещаем ни на каких условиях.
  • Перед тем как что-то написать — читать здесь и здесь.

Увеличение момента асинхронного двигателя

Увеличение момента асинхронного двигателя

Сообщение Promserg » 16 фев 2019, 11:00

Добрый день.
У нас на производстве для перемещения мостового крана используются мотор-редуктора DEMAG AUK40DD ZBA80 B4 B020 с асинхронным двигателем 0,75 квт-1410 об.м на обеих сторонах крана. Питаются они от одного частотного преобразователя SEW MOVITRAC MC07B0040-5A3-4-00 на 4 квт. Используется линейный режим разгона и s образный режим торможения. Для торможения двигателя программно рассчитываются точки начала торможения(их 2). По первой точке торможения скорость снижается с 50 Гц на 50 процентов, далее по второй точке снижается с 50% до 5% (2,5-3Гц). После чего кран едет на 2,5-3 Гц до указанной точки где он должен остановиться, при подъезде на указанную точку задание с двигателя снимается и включается механический тормоз.
Но существует проблема, при переходе на 2,5-3Гц крану порой не хватает усилия, например если деталь на кране потяжелее и он не доезжает. Лечиться это поднятием задания с 2,5-3Гц % на 4Гц например. Но при движении и последующем переходе на 4Гц кран порой по инерции проезжает стояночное место. Включается реверс(это заложено программой) и кран докатывается к стояночному месту и может его проехать снова. Выходит ошибка крана на позиционирование. Если ставить 2,5-3Гц или ниже кран просто не сдвинется с места, не хватает момента.
Пытались в частотнике поднять момент за счет увеличения напряжения при низких частотах (параметр 321). Поднимали этот параметр до 30% результата не дало. Может стоит установить двигателю предварительное намагничивание обмотки на пару секунд на время старта ?
Вообще есть еще задумка установить синхронные двигатели на ту же мощность или на 1.1Квт.
Но меня терзают некоторые сомнения относительно выбора синхронного двигателя.
Для запуска синхронного двигателя планируем использовать асинхронный пуск. Но прочитав здесь https://studfiles.net/preview/5338207/page:10/

Стало непонятно следующее: «При включении напряжения трехфазной сети в обмотку статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи. Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшего числа оборотов (95—97% синхронной скорости) рубильник переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения.»
То есть получается для того что бы двигатель вошел в синхронный режим его надо раскрутить вначале почти до максимальных оборотов. Но дело в том, что нам большой момент необходим при старте двигателя.
Подскажите как можно при низких частотах поднять момент на асинхронном двигателе с помощью частотного преобразователе на время старта. И по поводу синхронного двигателя, подскажите, оправдана ли идея с его выбором?

Читать еще:  Шум при запуске двигателя на холодную ауди

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

В большинстве современных бытовых и промышленных приборов применяются электрические машины, совершающие какую-либо полезную работу. В качестве рабочего инструмента в них могут выступать самые разнообразные приспособления, которые необходимо вращать с различной скоростью. Для изменения этого параметра используется регулятор оборотов электродвигателя.

Назначение

Технически регулятор оборотов электродвигателя предназначен для изменения количества вращения вала за единицу времени. На этапе разгона корректировка частоты обеспечивает более плавную процедуру, меньшие токи и т.д. В некоторых технологических процессах необходимо регулятор оборотов снижает скорость движения оборудования, изменение подачи или нагнетания сырья и т.д.

Однако на практике данная опция может преследовать и другие цели:

  • Экономия затрат электроэнергии – позволяет снизить потери в моменты пуска и остановки вращений мотора, переключения скоростей или регулировки тяговых характеристик. Особенно актуально для часто запускаемых электродвигателей, использующих кратковременные режимы работы.
  • Контроль температурного режима, величины давления без установки обратной связи с рабочим элементом или с таковой в асинхронных электродвигателях.
  • Плавный пуск – предотвращает бросок тока в момент включения, особенно актуально для асинхронных моторов с большой нагрузкой на валу. Приводит к существенному сокращению токовых нагрузок на сеть и исключает ложные срабатывания защитной аппаратуры.
  • Поддержание оборотов трехфазных электродвигателей на требуемой отметке. Актуально для точных технологических операций, где из-за колебаний питающего напряжения может нарушиться качество производства или на валу возникает разное усилие.
  • Регулировка скорости оборотов электродвигателя от 0 до максимума или от другой базовой скорости.
  • Обеспечения достаточного момента на низких частотах вращения электрической машины.

Возможность реализации тех или иных функций у регуляторов оборотов определяет как принцип их действия, так и схематическое исполнение.

Принцип работы

Для регулировки оборотов может использоваться способ понижения или повышения напряжения, изменение силы тока и частоты, подаваемых в обмотки асинхронных и коллекторных электродвигателей. Поэтому далее рассмотрим варианты частотных преобразователей и регуляторов напряжения.

Среди используемых в промышленной и бытовой сфере следует выделить:

  • Введение рабочего сопротивления – реализуется при помощи переменных резисторов, делителей и прочих преобразователей. Хорошо обеспечивает снижение в однофазных двигателях за счет контроля скольжения (разницы между магнитным полем статора и скоростью вращения асинхронных агрегатов). Для этого устанавливаются электродвигатели большей мощности, чтобы на них можно было подавать меньшее напряжение. Соотношение по скорости оборотов будет составлять до 2 раз в сторону уменьшения.
  • Автотрансформаторный – выполняется путем перемещения подвижного контакта по обмотке, что снижает или увеличивает скорость вращения электродвигателя. Преимущество такого принципа заключается в четкой синусоиде переменного тока и большой перегрузочной способности.
  • Тиристорный или симисторный – изменяет величину питающего напряжения посредством пары встречно включенных тиристоров или совместного включения с симистором. Этот способ применим не только в асинхронных двигателях, но и других бытовых приборах – диммерах, переключателях и т.д.

Рис. 1. Схема тиристорного регулятора

Как видите на схеме, подаваемое на тот же асинхронный однофазный электродвигатель напряжение, проходит через переменный резистор R1 на тиристор D1 и на управляющий электрод симистора T1. Перемещая ручку тиристорного регулятора R1 изменяем и скорость вращения однофазного электродвигателя.

  • Транзисторный – позволяет изменять форму подаваемого напряжения за счет преобразования числа импульсов и временной паузы между подаваемым напряжением. Благодаря чему получил название широтно-импульсной модуляции, пример такого регулятора приведена на схеме ниже.

Регулировка оборотов на транзисторах

Здесь питание однофазного асинхронного двигателя производится от линии 220В через выпрямительный блок VD1-4, далее напряжение поступает на эмиттер и коллектор транзисторов VT1 и VT2. Подавая управляющий сигнал на базы этих транзисторов, и регулируют обороты мотора.

  • Частотный – преобразует частоту подаваемого напряжения на обмотки однофазного или трехфазного асинхронного электродвигателя. Это наиболее современный способ, ранее он относился к дорогостоящим, но с появлением дешевых высоковольтных полупроводников и микроконтроллеров перешел в разряд наиболее эффективных. Может реализовываться с помощью транзисторов, микросхем или микроконтроллеров, способных уменьшать или увеличивать частоту ШИМ.

Пример частотного регулирования

  • Полюсный – позволяет регулировать частоту вращения электродвигателя при переключении количества катушек в фазных обмотках, в результате чего изменяется направление и величина тока, протекающего в каждой из них. Реализуется как за счет намотки нескольких катушек для каждой из фаз, так и одновременным последовательным или параллельным соединением катушек, такой принцип приведен на рисунке ниже.

Регулировка оборотов переключением пар полюсов

Как выбрать?

Конкретная модель регулятора оборотов должна подбираться в соответствии с типом подключаемой электрической машины – коллекторный двигатель, трехфазный или однофазный электродвигатель. В соответствии с чем и подбирается определенный преобразователь частоты вращения.

Помимо этого для регулятора оборотов необходимо выбрать:

  • Тип управления – выделяют два способа: скалярный и векторный. Первый из них привязывается к нагрузке на валу и является более простым, но менее надежным. Второй отстраивается по обратной связи от величины магнитного потока и выступает полной противоположностью первого.
  • Мощность – должна выбираться не менее или даже больше, чем номинал подключаемого электродвигателя на максимальных оборотах, желательно обеспечивать запас, особенно для электронных регуляторов.
  • Номинальное напряжение – выбирается в соответствии с величиной разности потенциалов для обмоток асинхронного или коллекторного электродвигателя. Если вы подключаете к заводскому или самодельному регулятору одну электрическую машину, будет достаточно именно такого номинала, если их несколько, частотный регулятор должен иметь широкий диапазон по напряжению.
  • Диапазон частот вращения – подбирается в соответствии с конкретным типом оборудования. К примеру, для вращения вентилятора достаточно от 500 до 1000 об/мин, а вот станку может потребоваться до 3000 об/мин.
  • Габаритные размеры и вес – выбирайте таким образом, чтобы они соответствовали конструкции оборудования, не мешали работе электродвигателя. Если под регулятор оборотов будет использоваться соответствующая ниша или разъем, то размеры подбираются в соответствии с величиной свободного пространства.

Подключение

Способ подключения регулятора оборотов электродвигателя будет отличаться в зависимости от его типа и принципа действия. Поэтому в качестве примера мы разберем один из наиболее распространенных частотных регуляторов, которые используются в самых различных сферах.

Перед подключением обязательно ознакомьтесь с заводской схемой. Как правило, вы можете увидеть ее на самом регуляторе оборотов, либо в паспорте устройства:

Схема подключения регулятора

Далее, пользуясь распиновкой, можно определить количество выводов, которые будут использоваться для подключения регулятора электродвигателя к сети. В нашем примере, рассмотрим случай, когда применяется трехпроводная система, значит, понадобится фаза, ноль и земля. На задней панели регулятора это два вывода AC и FG:

Распиновка регулятора

Затем необходимо проверить цветовую маркировку разъема с приведенной схемой и сопоставить ее со всеми элементами электродвигателя, которые будут подключаться в вашем случае. Если какие-то выводы окажутся лишними, их можно закоротить, как показано на рисунке выше.

Проверьте цветовую маркировку

Если все выводы регулятора соответствуют клеммам электродвигателя, можете подсоединять их друг к другу и к сети.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector