Регулирование вращения асинхронного двигателя

РЕГУЛИРОВАНИЕ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО  ДВИГАТЕЛЯ

Регулирование вращения асинхронного двигателяАсинхронный двигатель применяется преимущественно для привода механизмов, скорость вращения которых регулировать не требуется. Регулирование скорости асинхронного двигателя сопряжено со значительными потерями энергии или требует применения двигателей специальной конструкции.

Принцип регулирования скорости двигателя с кольцами объясняется на рис. 10-29. К статору двигателя 1 подводится мощность Р1что показано на энергетической диаграмме справа.

За вычетом потерь в статоре Рст остается мощностьω вращающегося потока Рэм = Мω1называемая электромагнитной мощностью; она передается на ротор 2Чтобы получить мощность Р2 = Мω2 на валу двигателя 3 следует из электромагнитной мощности вычесть потери ротора Рр. Искусственным увеличением потерь в цепи ротора, включая реостат (рис. 10-26), можно уменьшить Р2, что показано пунктиром на рис. 10-29. Если момент сопротивления приводимого двигателем механизма постоянный, то и вращающий момент двигателя постоянный, а уменьшение Р2 = Мω2 происходит за счет уменьшения скорости вращения. В данном случае при желании понизить скорость, например, на 20% приходится потерять 20% энергии на нагрев реостата.

Рис. 10-29. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.

Другой способ регулирования, применяемый для короткозамкнутых двигателей, заключается в изменении скорости вращения потока

n1 = (f1 • 60)/p

Для этого существуют специальные многоскоростные двигатели, которые позволяют изменять скорость п1 ступенями (3 000—1 500 об/мин, 1 000—500 об/мин), т. е. в 2 раза. Каждая фаза обмотки делится на две равные части, которые могут соединяться последовательно или параллельно (рис. 10-30). При параллельном соединении п1 вдвое больше, чем при последовательном, в соответствии с этим меняется и скорость ротора п2Для получения четырех скоростей на статор укладывают две отдельные обмотки, каждая из которых переключается на свои две скорости. Двигатели с переключением полюсов применяются для привода вентиляторов и металлорежущих станков, что в последнем случае позволяет упростить коробку скоростей.

Схема соединения обмоток двухскоростного двигателя

Рис. 10-30. Схема соединения обмоток двухскоростного двигателя.

Сравнительно редко, в специальных устройствах, асинхронные двигатели питаются от генератора переменной частоты f1. Тогда при изменении f1 меняется скорость магнитного потока n1 и ротора n2.

В связи со способностью асинхронных двигателей менять скорость с изменением частоты питающего тока явилась возможность удовлетворить спрос промышленности в тех случаях, когда требуется очень высокая скорость вращения; это шлифование-отверстий малого диаметра, внутри-шлифовальные операции при производстве шариковых подшипников и др. Скорость вращения шпинделя шлифующего круга достигает при этом 200 000 об/мин. Такой скорости не дает ни одна механическая передача.

Так появились высокочастотные короткозамкнутые двигатели с ротором в виде цельного цилиндра из высококачественной стали и статором, питаемым генератором высокой частоты. При р — 1 и f1, = 2 000 гц скорость вращающегося потока n1 = 120 000 об/мин. Если скольжение, например, = 0,08, то скорость ротора n2 = 110 400 об/мин. Труднейшей задачей при конструировании таких электро шпинделей является устройство подшипников и их охлаждение.

 

Статья на тему Регулирование вращения асинхронного двигателя