El uso de motores de inducción de rotor bobinado como parte de un variador de frecuencia

Al actualizar los accionamientos eléctricos de grúas, para reducir costos, es racional utilizar motores asíncronos de grúas existentes y en funcionamiento. La mayoría de los grifos domésticos suelen estar equipados con motores de rotor trifásico de las series MT y 4MT.

De interés es la posibilidad de utilizar motores asíncronos de grúa con un rotor de bloqueo de fase como parte de un accionamiento eléctrico controlado por frecuencia. Actualmente, LLC «Cranpriborservice» tiene una experiencia positiva en la operación de motores asíncronos con una potencia de hasta 55 kW con un rotor de fase en cortocircuito cuando se alimentan con convertidores de frecuencia.

Esta solución técnica se realizó durante la modernización de las grúas que anteriormente estaban equipadas con sistemas tradicionales de accionamiento de grúas basados ​​en un motor asíncrono con un rotor de fase.Para reducir el costo de dicha actualización, se ahorraron motores eléctricos y, en algunos casos, resistencias de balasto que, después de verificar los cálculos y cambiar el esquema de conexión, se utilizaron como resistencias de frenado.

Desde el punto de vista energético, los motores eléctricos de rotor bobinado de las series MT y 4MT son incluso más preferibles que los motores eléctricos de jaula de ardilla de la misma serie, ya que presentan una menor resistencia activa del devanado del rotor y, por tanto, menores pérdidas. en el cobre del rotor en equilibrio.

Un motor eléctrico de rotor bobinado seleccionado para operar en un sistema de grúa tradicional con accionamiento eléctrico con regulación de reóstato, cuando se cambia a potencia desde un convertidor de frecuencia (si no se excede el modo de funcionamiento del mecanismo) siempre tiene un nivel de arranque más bajo. sube las pérdidas.

En la mayoría de los casos, las actualizaciones de la grúa se realizan para ampliar el rango de control de velocidad para operaciones de ensamblaje precisas o cuando se transfiere la grúa al piso. En este caso, el modo de funcionamiento de la grúa, por regla general, es inferior al establecido durante su fabricación. Con el control vectorial, las pérdidas en estado estacionario también se reducen, ya que el consumo de energía en el accionamiento eléctrico se optimiza a carga parcial.

Existe la opinión de que el voltaje pulsa en modulación de ancho de pulsoaplicado a los devanados del motor conduce a un envejecimiento acelerado del aislamiento. En este caso, se recomienda el uso de "motores eléctricos especiales para operar como parte de variadores de frecuencia".Es cierto que la clase de aislamiento de tales motores eléctricos no difiere de la clase de aislamiento de los motores eléctricos domésticos de las series MT y 4MT. Más de diez años de operación de motores eléctricos de rotor de fase con anillos en cortocircuito como parte de un variador de frecuencia ha demostrado su alta confiabilidad.

Una característica del diseño de motores con rotor de fase es la presencia de anillos colectores y escobillas. Por lo tanto, parece muy probable un circuito abierto de una de las fases del rotor de dichos grifos debido al desgaste de las escobillas o daños en el portaescobillas.

Para establecer la operatividad del accionamiento eléctrico en caso de pérdida de fase del rotor, se realizó un experimento en el stand de Cranpriborservice LLC con un accionamiento eléctrico del mecanismo de elevación con un convertidor de frecuencia del tipo Altivar 71 y un motor de 55 kW. La ley de control del motor eléctrico es vectorial Antes de levantar una carga nominal "del peso", se desconectó una de las fases cortocircuitadas del rotor del motor de 55 kW.

A continuación, se encendió el accionamiento eléctrico en dirección cuesta arriba a una frecuencia de 25 Hz. Al mismo tiempo, el accionamiento eléctrico acelera en la dirección de ascenso, pero se notan fluctuaciones en la velocidad.

En la Fig. En la figura 1 se muestran los oscilogramas experimentales de la velocidad del accionamiento eléctrico con el rotor cortocircuitado y cuando una de las fases del rotor está desconectada.

Arroz. 1. Oscilogramas experimentales de la velocidad del accionamiento eléctrico al levantar la carga nominal 0-3P: los anillos de 1 rotor están en cortocircuito; 2. una de las fases del rotor está desconectada.

De los oscilogramas, se puede ver que la aceleración del accionamiento eléctrico en la dirección de ascenso con una fase rota en el rotor dura aproximadamente 1,5 veces más que con anillos completamente acortados. Sin embargo, desde el punto de vista de la protección contra la caída de cargas, dicho régimen es aceptable.

También debe tenerse en cuenta que la corriente del estator medida por el convertidor durante la pérdida de fase no difiere de la corriente en modo simétrico, aunque teóricamente su valor debería ser mayor. La protección térmica del motor eléctrico se basa en el cálculo de I2t, por lo que no se producirá su funcionamiento en este modo.

Por lo tanto, es posible que el personal de servicio no note la pérdida de fase en el rotor y que el motor se dañe por sobrecalentamiento. Como protección contra tal modo, es posible proponer la inclusión de un relé térmico en el circuito del estator o del rotor, pero esta solución requiere verificación experimental.