Jak se řídí otáčky jednofázového asynchronního motoru?

se používají elektromotory tohoto typu. Rychlost otáčení motoru se mění mechanicky (přídavným zatížením hřídele, předřadníku, převodových mechanismů, převodovek atd.) nebo elektricky. Elektrická regulace je složitější, ale také mnohem pohodlnější a všestrannější.

U mnoha jednotek se používá elektrické ovládání. Poskytuje přesné a plynulé ovládání startování a provozu motoru. Elektrické ovládání je dosaženo pomocí:

• změny frekvence proudu;
• síla proudu;
• úroveň napětí.

V tomto článku se podíváme na oblíbené metody, jak lze upravit rychlost asynchronního motoru na 220 a 380 V.

Změna rychlosti IM s rotorem nakrátko

Existuje několik způsobů:

1. Řízení rotace změnou elektromagnetického pole statoru: regulace frekvence a změna počtu pólových párů.

1. Změna skluzu elektromotoru snížením nebo zvýšením napětí (lze použít pro IM s vinutým rotorem).

Regulace frekvence

V tomto případě se nastavení provádí pomocí frekvenčního měniče připojeného k motoru. K tomuto účelu se používají výkonné tyristorové měniče. Proces regulace frekvence lze zvážit pomocí příkladu vzorce EMF transformátoru:

U 1 =4,44w 1 k 1 fΦ

Tento výraz znamená, že pro udržení konstantního magnetického toku, což znamená zachování přetížitelnosti elektromotoru, by měla být úroveň napájecího napětí upravena současně s převodem frekvence. Pokud je výraz vypočítaný vzorcem uložen:

pak to znamená, že kritický okamžik nebyl změněn. A mechanické charakteristiky odpovídají obrázku níže, pokud nerozumíte tomu, co tyto charakteristiky znamenají, pak v tomto případě dojde k nastavení bez ztráty výkonu a točivého momentu.

Výhody této metody jsou:

• plynulá regulace;
• změna otáček rotoru nahoru a dolů;
• tuhé mechanické vlastnosti;
• ekonomiku.

Má to jen jednu nevýhodu – nutnost frekvenčního měniče, tzn. zvýšení nákladů na mechanismus. Mimochodem, na moderním trhu existují modely s jednofázovým a třífázovým vstupem, jejichž cena s výkonem 2-3 kW se pohybuje v rozmezí 100-150 dolarů, což není příliš drahé. seřízení pohonu obráběcích strojů v soukromé dílně.

Přepínání počtu párů pólů

Tato metoda se používá pro vícerychlostní motory se složitým vinutím, které umožňují měnit počet párů jeho pólů. Nejpoužívanější jsou dvourychlostní, třírychlostní a čtyřrychlostní IM. Princip nastavení je nejjednodušší uvažovat na základě dvourychlostního IM. V takovém stroji se vinutí každé fáze skládá ze dvou polovičních vinutí. Rychlost otáčení se mění při jejich sériovém nebo paralelním zapojení.

U čtyřrychlostního elektromotoru je vinutí vyrobeno ve formě dvou na sobě nezávislých částí. Při změně počtu pólových párů prvního vinutí se změní otáčky elektromotoru z 3000 na 1500 ot./min. Pomocí druhého vinutí se nastaví rotace na 1000 a 500 ot./min.

Když se změní počet pólových párů, změní se i kritický moment. Pro jeho zachování je nutné současně regulovat napájecí napětí při změně počtu pólových párů, např. přepínáním zapojení hvězda-trojúhelník a jejich variacemi.

Výhody této metody:

• tuhé mechanické vlastnosti motoru;
• vysoká účinnost.

• kroková úprava;
• velká hmotnost a celkové rozměry;
• vysoká cena elektromotoru.

Způsoby řízení rychlosti IM s vinutým rotorem

Rychlost otáčení IM s navinutým rotorem se mění změnou skluzu. Podívejme se na hlavní možnosti a metody.

Změna napájecího napětí

Tento způsob se používá i u IM s rotorem nakrátko. Asynchronní motor je připojen přes autotransformátor nebo LATR. Pokud snížíte napájecí napětí, sníží se otáčky motoru.

Tento režim však snižuje přetížitelnost motoru. Tato metoda se používá pro regulaci v rozsahu napětí, který není vyšší než jmenovité napětí, protože zvýšení jmenovitého napětí povede k poruše elektromotoru.

Aktivní odpor v obvodu rotoru

Při použití této metody je k obvodu rotoru připojen reostat nebo sada vysoce výkonných konstantních odporů. Toto zařízení je navrženo tak, aby plynule zvyšovalo odpor.

Prokluz se zvyšuje úměrně se zvýšením odporu a rychlost otáčení hřídele elektromotoru se snižuje.

• velký rozsah regulace směrem k nižší rychlosti otáčení.

• snížení účinnosti;
• zvýšení ztrát;
• zhoršení mechanických vlastností.

Kaskáda asynchronních ventilů a stroje s dvojitým podáváním

Změna provozních otáček asynchronních elektromotorů se v těchto případech provádí změnou skluzu. V tomto případě zůstává rychlost rotace elektromagnetického pole nezměněna. Napětí je přiváděno přímo do vinutí statoru. K nastavení dochází pomocí klouzavého výkonu, který se transformuje do obvodu rotoru a tvoří další EMF. Takové metody se používají pouze ve speciálních strojích a velkých průmyslových zařízeních.

Plynulý rozběh asynchronních elektromotorů

Kromě bezpodmínečných výhod mají AD značné nevýhody. Jedná se o trhnutí při startu a vysoké startovací proudy, 7x vyšší než jmenovité. Pro měkký start elektromotoru se používají následující metody:

• spínání vinutí podle obvodu hvězda-trojúhelník;
• zapnutí elektrického motoru pomocí autotransformátoru;
• použití specializovaných zařízení pro měkký start.

Většina frekvenčních regulátorů má funkci měkkého rozběhu motoru. To nejen snižuje zapínací proudy, ale také snižuje zatížení pohonů. Frekvenční regulace a pozvolný rozběh spolu tedy poměrně úzce souvisí.

Jak vyrobit zařízení pro změnu rychlosti otáčení elektromotoru vlastníma rukama

Stmívače lze použít k regulaci nízkopříkonových jednofázových IM. Tato metoda je však nespolehlivá a má vážné nevýhody: sníženou účinnost, vážné přehřívání zařízení a riziko poškození motoru.

Pro spolehlivou a kvalitní regulaci otáček elektromotorů 220V se nejlépe hodí regulace frekvence.

Níže uvedené schéma umožňuje sestavit frekvenční zařízení pro seřizování elektromotorů o výkonu až 500 W. Rychlost otáčení se mění v rozsahu od 1000 do 4000 ot./min.

Zařízení se skládá z hlavního oscilátoru s proměnnou frekvencí, který se skládá z multivibrátoru namontovaného na mikroobvodu K561LA7, čítače na mikroobvodu K561IE8 a regulátoru polovičního můstku. Výstupní transformátor T1 odděluje horní a dolní tranzistor polomůstku.

Tlumicí obvod C4, R7 tlumí napěťové rázy nebezpečné pro výkonové tranzistory VT3, VT4. Usměrňovač, zdvojovač napájecího napětí, obsahuje diodový můstek VD9, s filtračním kondenzátorem, na kterém je poloviční napájecí napětí zdvojnásobeno.

Napětí primárního vinutí: 2x12V, sekundární vinutí 12V. Primární vinutí klíčového ovládacího transformátoru tvoří 120 závitů měděného drátu o průřezu 0,7 mm, s odbočkou od středu. Sekundární – dvě vinutí, každé se 60 otáčkami pohonu o průřezu 0,7 mm.

Sekundární vinutí musí být od sebe co nejspolehlivější, protože rozdíl potenciálů mezi nimi dosahuje 640 V. Výstupní vinutí jsou na spínací hradla připojena v protifázi.

Podívali jsme se tedy na způsoby, jak upravit rychlost asynchronních motorů. Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se je v komentářích pod článkem!