+7(980)249-22-27
Кузовной ремонт автомобиля
Покраска в камере, полировка
Автозапчасти на заказКак изменить частоту вращения асинхронного двигателя
Регулирование частоты вращения асинхронного электродвигателя | Полезные статьи
Рисунок 1. Асинхронный двигатель Асинхронный двигатель (рис. 1) имеет неподвижную часть, которая называется статор, и вращающуюся часть, именуемую ротором. Магнитное поле создается в обмотке, размещенной в статоре. Такая конструкция электродвигателя позволяет регулировать частоту его вращения различными способами.
Основные технические характеристики, учитываемые при изменении частоты вращения
При регулировании частоты вращения асинхронных электродвигателей следует учитывать несколько основных технических показателей, которые в значительной мере влияют на процесс работы двигателей.
- Диапазон регулирования Д, то есть предел, до которого возможно изменять частоту вращения. Эта характеристика вычисляется по соотношению минимальной и максимальной частоты вращения.
- Плавность регулирования — определяется по минимальному скачку частоты вращения электродвигателя, когда осуществляется переход одной механической характеристики на другую.
- Направление изменения частоты вращения двигателя (так называемая зона регулирования). Номинальные условия работы определяют естественную механическую характеристику двигателя. Когда осуществляется процесс регулирования частоты вращения, эти характеристики (напряжение и частота питающей сети) начнут изменяться. В результате получаются искусственные характеристики, которые обычно ниже естественных.
Есть несколько способов регулирования частоты вращения электродвигателя:
Регулирование частоты вращения изменением частоты питающей сети
Регулирование частоты вращения путем изменения частоты в питающей сети считается одним из самых экономичных способов регулирования, который позволяет добиться отличных механических характеристик электропривода. Когда происходит изменение частоты питающей сети, частота вращения магнитного поля также меняется.
Преобразование стандартной частоты сети, которая составляет 50 Гц, происходит за счет источника питания. Одновременно с изменением частоты происходит и изменение напряжения, которое необходимо для обеспечения высокой жесткости механических характеристик.
Регулирование частоты вращения позволяет добиться различных режимов работы электродвигателя:
- с постоянным вращающим моментом;
- с моментом, который пропорционален квадрату частоты;
- с постоянной мощностью на валу.
В качестве источника питания для регулирования могут использоваться электромашинные вращающиеся преобразователи, а также статические преобразователи частоты, которые работают на полупроводниковых приборах, серийно выпускающихся промышленностью.
Несомненным преимуществом частотного регулирования является наличие возможности плавно регулировать частоту вращения в обе стороны от естественной характеристики. При регулировании достигается высокая жесткость характеристик и отличная перегрузочная способность.
Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов
Регулирование частоты вращения путем изменения числа полюсов происходит за счет изменения частоты вращения магнитного поля статора. Частота питающей сети остается неизменной, в то время как происходит изменение частоты вращения магнитного поля и частоты вращения ротора. Они меняются обратно пропорционально числу полюсов. Например, число полюсов равно 2, 4, 6, 8, тогда обороты двигателя при изменении их количества будут составлять 3000, 1500, 1000, 750 оборотов в минуту.
Двигатели, которые обеспечивают переключение числа пар полюсов, имеют обычно короткозамкнутый ротор с обмоткой. Благодаря этому ротору обеспечивается возможность работы двигателя без дополнительных пересоединений в цепи.
Изменение частоты вращения включением в цепь ротора с реостатом
Еще одним способом изменения частоты вращения двигателя является включение в цепь ротора с реостатом. Такой метод имеет существенное ограничение, так как может быть применен только для двигателей с фазным ротором. Он обеспечивает плавное изменение частоты вращения в очень широких пределах. Минусом же являются большие потери энергии в регулировочном реостате.
Изменение направления вращения
Изменение направления вращения двигателя может быть осуществлено за счет изменения направления вращения магнитного поля, которое создается обмотками статора. Изменение направления вращения можно достичь, изменив порядок чередования тока в фазах обмотки статора.
Объясненные скорости двигателя: погружение в двигатели переменного и постоянного тока
Скорость, крутящий момент, мощность и напряжение являются важными факторами при выборе двигателя. В этом блоге, состоящем из двух частей, мы углубимся в особенности скоростей мотора. В части 1 мы обсудим, как скорость зависит от типа двигателя, а во второй части мы рассмотрим, когда стоит рассмотреть возможность добавления коробки передач в приложение.
Двигатели переменного тока
уникальны, потому что они созданы для работы на определенных скоростях независимо от их конструкции или производителя.Скорость двигателя переменного тока зависит от количества полюсов, которые он имеет, и частоты линии электропитания, а не от его напряжения. Обычные двигатели переменного тока имеют два или четыре полюса. В полюсах статора создается магнитное поле, которое индуцирует возникающие магнитные поля в роторе, которые соответствуют частоте изменения магнитного поля в статоре. Двухполюсные электродвигатели переменного тока, работающие на частоте 60 Гц, всегда будут работать со скоростью примерно 3600 об / мин, а четырехполюсные электродвигатели переменного тока будут развивать скорость около 1800 об / мин.
Скорость = 120 х частота (Гц) / полюсов двигателя
Пример 120 х 60 Гц / 4 полюса = 1800 об / мин.
Имейте в виду, что скорость двигателя переменного тока не будет работать с этими точными числами - и будет немного ниже - потому что существует определенное количество проскальзывания, которое должно присутствовать для того, чтобы двигатель создавал крутящий момент. Ротор всегда будет вращаться медленнее, чем магнитное поле статора, и постоянно играет в догонялки. Это создает крутящий момент для запуска двигателя переменного тока.Разница между синхронными скоростями статора (3600 и 1800 об / мин) и фактической рабочей скоростью называется скольжением. (Для получения дополнительной информации о скольжении, посетите наш блог «Синхронные и индукционные двигатели: обнаружение различий».)
Элемент управления можно использовать для изменения скорости трехфазного двигателя переменного тока путем увеличения или уменьшения частоты, которая передается на двигатель, вызывая его ускорение или замедление. Кроме того, многие регуляторы переменного тока имеют однофазный вход, что позволяет вам запускать 3-фазные двигатели на объектах, которые не имеют 3-фазной мощности.
Тем не менее, эта способность изменять скорость не характерна для однофазных двигателей переменного тока. Эти двигатели подключаются непосредственно к стандартной настенной розетке и работают с использованием доступной установленной частоты. Исключением из этого практического правила является потолочный вентилятор, который работает с однофазным электродвигателем переменного тока, но имеет три различные настройки скорости.
Скорость двигателя постоянного тока
Хотя двигатели постоянного тока с постоянными магнитами также построены с полюсами, эти полюсы не влияют на скорость, как с двигателями переменного тока, потому что с двигателями постоянного тока есть несколько других факторов.Количество витков провода в якоре, рабочее напряжение двигателя и сила магнитов влияют на скорость двигателя. Если двигатель постоянного тока работает от батареи 12 В, это максимальное напряжение, доступное для устройства, и двигатель сможет работать только на скорости, рассчитанной на 12 В. Если батарея разряжена и подает меньшее напряжение, скорость будет уменьшаться соответственно.
Теперь, если вы подключите тот же двигатель 12 В постоянного тока к источнику питания 24 В постоянного тока, ваша скорость обычно удваивается. Помните, что при работе двигателя с удвоенной скоростью в той же точке нагрузки / крутящего момента двигатель будет работать интенсивнее, создавая дополнительный нагрев, который со временем может привести к преждевременному отказу двигателя.
Как и в случае трехфазных двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей постоянного тока, органы управления могут использоваться с двигателями постоянного тока. Регуляторы постоянного тока регулируют скорость, изменяя напряжение, подаваемое на двигатель (это отличается от регуляторов двигателя переменного тока, которые регулируют частоту линии для двигателя).
Типичные холостые или синхронные скорости для двигателя с частичной мощностью переменного тока составляют 1800 или 3600 об / мин, и 1000-5000 об / мин для двигателя с дробной частью постоянного тока. Если приложение требует более медленной скорости и / или более высокого крутящего момента, то следует рассмотреть мотор-редуктор.Чтобы узнать больше о добавлении редуктора, ознакомьтесь с частью 2 «Объяснения скоростей двигателя: когда использовать коробку передач».
,Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя - пусковой момент
Разработанное в машине уравнение крутящего момента или с индуцированным крутящим моментом в машине определяется как крутящий момент, создаваемый преобразованием электрической и механической энергии. Крутящий момент также известен как электромагнитный крутящий момент. Этот развернутый крутящий момент в двигателе отличается от фактического крутящего момента, имеющегося на клеммах двигателя, который почти равен моментам трения и ветра на машине.
Разработанное уравнение крутящего момента дано как
Вышеупомянутое уравнение выражает развернутый крутящий момент непосредственно через мощность воздушного зазора P g и синхронную скорость ω с .Поскольку ω с, постоянен и не зависит от условий нагрузки. Если известно значение P g , то полученный крутящий момент можно найти непосредственно. Мощность воздушного зазора P g также называется моментом в синхронных ваттах.
Синхронный ватт - это крутящий момент, который развивает мощность в 1 ватт, когда машина работает на синхронной скорости.
Теперь электрическая мощность, генерируемая в роторе, определяется уравнением, показанным ниже.
Эти электрические мощности рассеиваются как потери I 2 R или потери меди в цепи ротора.
Входная мощность на ротор дана как
Где,
Пусковой момент асинхронного двигателя
При начальном условии значение s = 1. Следовательно, стартовый результат получается путем помещения значения s = 1 в уравнение (6), мы получаем
Начальный крутящий момент также известен как Момент останова.
Уравнение крутящего момента на синхронной скорости
При синхронной скорости s = 0 и, следовательно, развиваемый крутящий момент Ʈd = 0. При синхронной скорости развиваемый крутящий момент равен нулю.
Поскольку E 1 почти равно V 1 , уравнение (12) становится
Начальный крутящий момент получается путем помещения s = 1 в уравнение (13)
Следовательно, из приведенного выше уравнения ясно, что начальный крутящий момент пропорционален квадрату приложенного напряжения статора.
См. Также: Состояние максимального крутящего момента асинхронного двигателя
,
