誘導電動機の速度調整

最も一般的な非同期モーターの速度制御方法は、回転子回路の追加抵抗の変更、固定子巻線に供給される電圧の変更、供給電圧の周波数の変更などです。極数の切り替えなど。

回転子回路に抵抗を導入することによる誘導電動機の速度の調整

序章 抵抗器 n = nО (1 — s) であるため、ローター回路内で電力損失が増加し、スリップの増加によりモーターローターの速度が低下します。

イチジク。図 1 より、同じトルクでもローター回路内の抵抗が増加すると、エンジン速度が低下することがわかります。

硬度 機械的特性 回転速度が低下すると、回転速度は大幅に減少するため、制御範囲は (2 - 3): 1 に制限されます。この方法の欠点は、滑りに比例してエネルギーが大幅に損失することです。このような調整が可能なのは、 ローターモーター. 

固定子電圧を変えることによる誘導電動機の回転速度の調整

非同期モーターの固定子巻線に印加される電圧を変化させると、比較的単純な技術的手段と制御方式を使用して速度を調整できます。これを行うには、標準電圧 U1nom を備えた交流ネットワークと電気モーターのステーターの間に電圧レギュレーターが接続されます。

速度を調整するとき 非同期エンジン 非同期モータの臨界モーメントMcrは固定子巻線にかかる電圧の変化に応じてモータUretにかかる電圧の2乗に比例して変化し(図3)、Uregからのすべりは依存しません。

米。 1. 回転子回路に含まれる抵抗器の抵抗値が異なる場合の、巻線回転子を備えた誘導電動機の機械的特性

米。 2. ステータ電圧を変化させることで誘導電動機の速度を制御する方式

米。 3. 固定子巻線に印加する電圧を変化させたときの誘導電動機の機械的特性

被駆動機械の抵抗モーメントが大きい場合 電動モーターの始動トルク (Ms>Mstart) の場合、モーターは回転しません。そのため、公称電圧 Unom またはアイドル状態でモーターを始動する必要があります。

これにより、ファン状の負荷のみでかご型誘導電動機の回転速度を制御することが可能となる。さらに、特殊な高スリップモーターを使用する必要があります。制御範囲はnkrまでと狭いです。

電圧を変更するには、 三相単巻変圧器 およびサイリスタ電圧レギュレータ。

米。 4.閉ループ速度制御システムのサイリスタ電圧レギュレータの概略図 - 誘導モーター (TRN - IM)

サイリスタ電圧レギュレータ方式に従って作成された非同期モーターの閉ループ制御 - 電気モーターを使用すると、滑りを増加させて非同期モーターの速度を調整できます (このようなモーターは換気ユニットで使用されます)。

供給電圧の周波数を変更することによる誘導モーターの回転速度の調整

固定子磁界の回転周波数 no = 60e/p であるため、誘導電動機の回転速度の調整は、電源電圧の周波数を変えることで行うことができます。

非同期モーターの速度を調整するための周波数法の原理は、一定の極対数 p の式に従って、供給電圧の周波数を変更することにより、角速度を変更できるという事実にあります。ステータの磁界。

この方式により広い範囲で滑らかな速度制御が可能となり、機械的特性も剛性が高くなります。

非同期モーターの高いエネルギー性能 (電力係数、効率、過負荷容量) を得るには、周波数と同時に電源電圧を変更する必要があります。張力の変化の法則は、荷重モーメントの性質に依存します。一定のトルク負荷では、ステータ電圧は周波数に比例して制御する必要があります。

周波数電気ドライブの概略図を図に示します。周波数同調IMの機械的特性を図5に示します。 6.

米。 5.周波数ドライブの概略図

米。 6. 周波数調整付き非同期モーターの機械的特性

周波数 f が減少すると、低回転速度領域で臨界モーメントがわずかに減少します。これは、周波数と電圧が同時に低下すると同時に、固定子巻線のアクティブ抵抗の影響が増加するためです。

周波数調整非同期モーター速度を使用すると、速度を範囲 (20 ～ 30) で変更できます。 1. 周波数法は、かご内のローターを備えた非同期モーターを調整する場合に最も有望です。この構成では、スリップ損失が最小限に抑えられるため、電力損失が小さくなります。

ダブルコンバージョン方式に従って構築された最新の周波数コンバーター。これらは、DC リンク (非制御整流器)、パルス電力インバーター、および制御システムの主要部分で構成されます。

DC リンクは、非制御整流器とフィルターで構成されます。供給ネットワークの交流電圧は直流電圧に変換されます。

電力用三相パルスインバータには 6 個のトランジスタ スイッチが含まれています。各モーター巻線は、対応するスイッチを介して整流器の正端子と負端子に接続されます。インバータは、整流された電圧を所望の周波数と振幅の三相交流電圧に変換し、電気モータの固定子巻線に印加します。

インバータの出力段にはスイッチとしてパワースイッチが使用されています。 IGBTトランジスタ… サイリスタと比較して、スイッチング周波数が高いため、歪みを最小限に抑えた正弦波出力信号を生成できます。出力周波数の調整 二次電圧と出力電圧は高周波によって実現されます パルス幅変調.

誘導電動機のスイッチング速度の制御 極対

特殊な仕様により、段階的な速度制御が可能です。 かご形多速誘導電動機. 

式 no = 60e/ p から、極対の数 p が変化すると、固定子の磁界に対して異なる回転速度の機械的特性が得られることがわかります。 p の値は整数によって決定されるため、調整プロセスではある特性から別の特性への移行は段階的に行われます。

極ペアの数を変更するには 2 つの方法があります。最初のケースでは、異なる極数を持つ 2 つの巻線がステーターのスロットに配置されます。速度が変化すると、巻線の 1 つがネットワークに接続され、2 番目の場合、各相の巻線は並列または直列に接続された 2 つの部分で構成されます。この場合、極対の数は 2 倍に変化します。

米。 7. 非同期モーターの巻線を切り替えるためのスキーム: a — シングルスターからダブルスターへ。 b — 三角形から二重星へ

極対数を変えることによる速度制御で経済的であり、機械特性も剛性を維持します。この方法の欠点は、かご型回転子誘導電動機の速度変化が段階的に変化することです。 4/2、8/4、12/6 極の 2 つの速度モーターが利用可能です。 12/8/6/4 極の 4 速電気モーターには 2 つのスイッチング巻線があります。

Daineko V.A.、Kovalinsky A.I.の本から使用された資料。農業企業の電気設備。