Regulación de velocidad de un motor de inducción
Los más comunes son los siguientes métodos para controlar la velocidad de un motor asíncrono: un cambio en la resistencia adicional del circuito del rotor, un cambio en el voltaje suministrado al devanado del estator, un cambio en la frecuencia del voltaje de suministro, así como como cambiar el número de polos.
Regulación de la velocidad de un motor de inducción introduciendo resistencias en el circuito del rotor
Introducción resistencias en el circuito del rotor conduce a un aumento en las pérdidas de potencia y una disminución en la velocidad del rotor del motor debido a un aumento en el deslizamiento, ya que n = nО (1 — s).
Higo. 1 se deduce que a medida que aumenta la resistencia en el circuito del rotor al mismo par, la velocidad del motor disminuye.
Dureza características mecánicas disminuye significativamente al disminuir la velocidad de rotación, lo que limita el rango de control a (2 — 3): 1. La desventaja de este método son las importantes pérdidas de energía, que son proporcionales al deslizamiento. Este ajuste solo es posible para motor de rotor.
Regulación de la velocidad de rotación de un motor de inducción cambiando el voltaje del estator
Un cambio en el voltaje aplicado al devanado del estator de un motor asíncrono le permite ajustar la velocidad utilizando medios técnicos y esquemas de control relativamente simples. Para ello se conecta un regulador de tensión entre una red de corriente alterna con una tensión estándar U1nom y el estator del motor eléctrico.
Al ajustar la velocidad motor asíncrono cambio en el voltaje aplicado al devanado del estator, el momento crítico Mcr motor asíncrono varía en proporción al cuadrado del voltaje aplicado al motor Uret (Fig. 3) y el deslizamiento de Ureg no depende.
Arroz. 1. Características mecánicas de un motor de inducción con rotor bobinado a diferentes resistencias de las resistencias incluidas en el circuito del rotor
Arroz. 2. Esquema para regular la velocidad de un motor de inducción cambiando el voltaje del estator
Arroz. 3. Características mecánicas de un motor de inducción al cambiar el voltaje aplicado a los devanados del estator
Si el momento de resistencia de la máquina accionada es mayor par de arranque del motor eléctrico (Ms > Mstart), entonces el motor no girará, por lo que es necesario arrancarlo a la tensión nominal Unom o al ralentí.
Por lo tanto, es posible regular la velocidad de rotación de los motores de inducción de jaula de ardilla con solo una carga similar a la de un ventilador. Además, se deben utilizar motores especiales de alto deslizamiento. El rango de control es pequeño, hasta nkr.
Para cambiar el voltaje, aplique autotransformadores trifasicos y reguladores de voltaje de tiristores.
Arroz. 4.Esquema del regulador de voltaje del tiristor del sistema de control de velocidad de circuito cerrado - motor de inducción (TRN - IM)
Control de circuito cerrado de un motor asíncrono hecho de acuerdo con el esquema del regulador de voltaje del tiristor: el motor eléctrico le permite ajustar la velocidad de un motor asíncrono con mayor deslizamiento (dichos motores se usan en unidades de ventilación).
Regulación de la velocidad de rotación de un motor de inducción cambiando la frecuencia de la tensión de alimentación
Dado que la frecuencia de rotación del campo magnético del estator no = 60e/ p, el ajuste de la velocidad de rotación del motor de inducción se puede realizar cambiando la frecuencia de la tensión de alimentación.
El principio del método de frecuencia para regular la velocidad de un motor asíncrono radica en el hecho de que al cambiar la frecuencia de la tensión de alimentación, de acuerdo con la expresión con un número constante de pares de polos p, la velocidad angular puede cambiarse por la campo magnético del estator.
Este método proporciona un control suave de la velocidad en un amplio rango y las características mecánicas tienen una gran rigidez.
Para obtener un alto rendimiento energético de los motores asíncronos (coeficientes de potencia, eficiencia, capacidad de sobrecarga), es necesario cambiar la tensión de alimentación simultáneamente con la frecuencia. La ley de cambio de tensión depende de la naturaleza del momento de carga Ms. Con una carga de par constante, el voltaje del estator debe controlarse en proporción a la frecuencia.
Un diagrama esquemático de un accionamiento eléctrico de frecuencia se muestra en la fig. 5, y las características mecánicas del IM sintonizado en frecuencia se muestran en la Fig. 6.
Arroz. 5.Esquema de la unidad de frecuencia
Arroz. 6. Características mecánicas de un motor asíncrono con regulación de frecuencia
A medida que disminuye la frecuencia f, el momento crítico disminuye ligeramente en la región de bajas velocidades de rotación. Esto se debe a un aumento en la influencia de la resistencia activa del devanado del estator con una disminución simultánea de la frecuencia y el voltaje.
La velocidad del motor asíncrono de regulación de frecuencia le permite cambiar la velocidad en el rango (20 — 30): 1. El método de frecuencia es el más prometedor para regular un motor asíncrono con un rotor en una jaula de ardilla. Las pérdidas de potencia con esta disposición son pequeñas porque las pérdidas por deslizamiento son mínimas.
Los convertidores de frecuencia más modernos construidos según el esquema de doble conversión. Se componen de las siguientes partes principales: enlace de CC (rectificador no controlado), inversor de potencia de pulso y sistema de control.
El enlace de CC consta de un rectificador no controlado y un filtro. La tensión alterna de la red de suministro se convierte en una tensión de corriente continua.
El inversor de pulso trifásico de potencia contiene seis interruptores de transistor. Cada devanado del motor está conectado a través de su interruptor correspondiente a los terminales positivo y negativo del rectificador. El inversor convierte la tensión rectificada en una tensión alterna trifásica de la frecuencia y amplitud deseadas, que se aplica a los devanados del estator del motor eléctrico.
En las etapas de salida del inversor, los interruptores de potencia se utilizan como interruptores. Transistores IGBT… En comparación con los tiristores, tienen una frecuencia de conmutación más alta, lo que les permite producir una señal de salida sinusoidal con una distorsión mínima.Regulación de la frecuencia de salida Los voltajes aguas abajo y de salida son realizados por alta frecuencia modulación de ancho de pulso.
Control de la velocidad de conmutación de un motor de inducción Par de polos
El control de velocidad escalonado se puede realizar usando especial Motores de inducción de varias velocidades de jaula de ardilla.
De la expresión no = 60e/ p se sigue que cuando cambia el número de pares de polos p, se obtienen características mecánicas con diferentes velocidades de rotación para el campo magnético del estator. Dado que el valor de p está determinado por números enteros, la transición de una característica a otra en el proceso de ajuste es gradual.
Hay dos formas de cambiar el número de pares de polos. En el primer caso, se colocan dos devanados con diferente número de polos en las ranuras del estator. Cuando cambia la velocidad, uno de los devanados se conecta a la Red. En el segundo caso, el devanado de cada fase consta de dos partes que se conectan en paralelo o en serie. En este caso, el número de pares de polos cambia por un factor de dos.
Arroz. 7. Esquemas para cambiar los devanados de un motor asíncrono: a — de una estrella simple a una estrella doble; b — de un triángulo a una estrella doble
El control de velocidad cambiando el número de pares de polos es económico y las características mecánicas mantienen la rigidez. La desventaja de este método es la naturaleza escalonada del cambio de velocidad del motor de inducción de rotor de jaula de ardilla. Los motores de dos velocidades están disponibles con 4/2, 8/4, 12/6 polos. El motor eléctrico de cuatro velocidades y 12/8/6/4 polos tiene dos devanados de conmutación.
Materiales utilizados del libro Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Equipos eléctricos de empresas agrícolas.