Регулација фреквенције асинхроног мотора

Тренутно се широко користи фреквентна контрола угаоне брзине ротације електричног погона са асинхроним мотором, јер омогућава у широком опсегу несметану промену брзине ротације ротора изнад и испод номиналне вредности.

Претварачи фреквенције су савремени уређаји високе технологије са широким опсегом подешавања који имају широк скуп функција за управљање асинхроним моторима. Највиши квалитет и поузданост омогућавају њихову употребу у разним индустријама за управљање погонима пумпи, вентилатора, транспортера итд.

Претварачи фреквенције за напон напајања деле се на једнофазне и трофазне, али по конструкцији на ротационе и статичке електричне машине. У електричним машинским претварачима променљива фреквенција се добија коришћењем конвенционалних или специјалних електричних машина. В статички претварачи фреквенције промена фреквенције струје напајања постиже се употребом електричних елемената који немају кретање.

Коло претварача фреквенције индукционог мотора

Излазни сигнал фреквентног претварача

Претварачи фреквенције за једнофазне мреже могу обезбедити електрични погон за производну опрему снаге до 7,5 кВ. Карактеристика дизајна савремених једнофазних претварача је да се на улазу налази једна фаза напона од 220В, а на излазу три фазе са истом вредношћу напона, што омогућава повезивање трофазних електромотора на уређај без употребе кондензатора.

Претварачи фреквенције напајани трофазном мрежом од 380В доступни су у опсегу снаге од 0,75 до 630 кВ. У зависности од вредности снаге, уређаји се производе у полимерним комбинованим и металним кућиштима.

Најпопуларнија стратегија управљања индукционим моторима је векторско управљање. Тренутно, већина фреквентних претварача имплементира векторску контролу или чак векторску контролу без сензора (овај тренд се налази код фреквентних претварача који првобитно имплементирају скаларну контролу и немају терминале за повезивање сензора брзине).

У зависности од врсте излазног оптерећења, фреквентни претварачи се деле према врсти имплементације:

• за погоне пумпи и вентилатора;

• за опште индустријске електричне погоне;

• ради у саставу електромотора који раде са преоптерећењем.

Механичке карактеристике типичних оптерећења

Савремени фреквентни претварачи имају разнолик скуп функционалних карактеристика, на пример, имају ручну и аутоматску контролу брзине и смера ротације мотора, као и уграђен потенциометар на контролној табли.Надарен са могућношћу подешавања опсега излазне фреквенције од 0 до 800 Хз.

Претварачи су у стању да аутоматски контролишу асинхрони мотор према сигналима са периферних сензора и покрећу електрични погон према датом алгоритму времена. Подржава функције аутоматског опоравка у случају краткотрајног нестанка струје. Извршите пролазну контролу са удаљене конзоле и заштитите електромоторе од преоптерећења.

Однос између угаоне брзине ротације и фреквенције струје напајања следи из једнаџбе

ωо = 2πе1/ п

Са константним напоном напајања У1 и променом фреквенције, мења се магнетни флукс индукционог мотора. Истовремено, за боље коришћење магнетног система, уз смањење фреквенције напајања, потребно је пропорционално смањити напон, иначе ће се струја магнетизирања и губици у челику значајно повећати.

Слично, како се фреквенција напајања повећава, напон се мора пропорционално повећати да би магнетни флукс био константан, јер ће у супротном (са константним обртним моментом осовине) то довести до повећања струје ротора, преоптерећења његових намотаја струјом и смањења максималног обртног момента.

Рационални закон регулације напона зависи од природе момента отпора.

У константном моменту статичког оптерећења (Мс = цонст), напон се мора регулисати пропорционално његовој фреквенцији У1 / ф1 = цонст. За природу оптерећења вентилатора, однос има облик У1 / ф21 = конст.

Са моментом оптерећења обрнуто пропорционалним брзини У1 /√ф1 = конст.

На сликама испод приказана је поједностављена шема повезивања и механичке карактеристике асинхроног мотора са фреквенцијском контролом угаоне брзине.

Шема повезивања фреквентног претварача на асинхрони мотор

Карактеристике за оптерећење са константним статичким моментом отпора

НСФ карактеристике за пуњење вентилатора

Карактеристике под статичким обртним моментом оптерећења обрнуто пропорционалним угаоној брзини ротације

Фреквенцијска регулација брзине асинхроног мотора омогућава вам да промените угаону брзину ротације у опсегу — 20 … 30 до 1. Регулација брзине асинхроног мотора од главног се врши практично на нулу.

Када се промени фреквенција напојне мреже, горња граница брзине обртања асинхроног мотора зависи од његових механичких својстава, тим пре што на фреквенцијама изнад номиналне асинхрони мотор ради са бољим енергетским карактеристикама него на нижим фреквенцијама. Стога, ако се у погонском систему користи мењач, ова контрола фреквенције мотора мора се вршити не само наниже, већ и нагоре од називне тачке, до највеће дозвољене брзине ротације у условима механичке чврстоће мотора. ротор.

Када се број обртаја мотора повећа изнад вредности наведене у његовом пасошу, фреквенција извора напајања не би требало да прелази номиналну за највише 1,5-2 пута.

Метода фреквенције је најперспективнија за регулацију асинхроног мотора са кавезним ротором. Губици снаге са таквом регулацијом су мали, јер нису праћени повећањем клизећи… Резултирајуће механичке карактеристике су веома круте.