Каскадно повезивање електричних машина

Каскадно постављање електричних машина је систем за несметано регулисање брзине ротације асинхроног мотора увођењем спољне емф у коло његовог ротора, усмерене у складу са или супротно од емф ротора и са фреквенцијом једнаком фреквенцији ротора.

Таква машинска спојница се раније често користила за контролу брзине асинхроних мотора средње и велике снаге неповратних електричних погона, на пример, за неповратне ваљкасте млинове, велике вентилаторе, рудничке вентилаторе, центрифугалне пумпе итд.

Све каскадне везе електричних машина могу се поделити у 2 главне категорије: постројења са константном снагом П = цонст и постројења са константним обртним моментом М = цонст.

Инсталације са константном снагом одликују се тиме што је једна од машина укључених у каскаду са главним асинхроним мотором механички зглобљена са вратилом овог мотора (сл. 1, а). У пост инсталацијама таквог механичког прикључка нема, а уместо једне додатне машине морају се користити најмање две машине (Сл. 1, б). Једна од ових машина је ДЦ или АЦ колектор.

Пиринач. 1. Шематски дијаграми каскадних инсталација: а — константна снага (П = цонст), б — константни обртни момент (М = цонст).

За израду каскадне инсталације асинхроног мотора са једносмерном машином потребно је укључити претварач слип-то-ДЦ енергије између ротора асинхроног мотора и арматуре ДЦ машине.

Каскада се такође мења у зависности од типа претварача. У принципу, свака модификација каскаде може се извршити и према шеми П = цонст и према шеми М = цонст.

У каскади претварача са једном арматуром (слика 2) регулација брзине према условима рада претварача је ограничена на опсег од 5 до 45%.

Пиринач. 2. Шематски дијаграм каскаде асинхроног мотора и машине једносмерне струје са једноарматурним претварачем (П = цонст).

Правац токова енергије на сл. 1, а и б и на сл. 2 је приказан за случај регулације брзине асинхроног мотора у подсинхроној зони када помоћна колекторска машина ради у моторном режиму. Енергија клизања се преноси на осовину или на мрежу.

Рад подесивог асинхроног мотора са брзином већом од синхроног могућ је само са двоструким напајањем: на страни статора и на страни ротора (сл. 1, б). У овом случају, претварач ради у генераторском режиму.

Вентилатори у аеротунелу су међу најмоћнијим механизмима који захтевају електричне погоне са широким опсегом контроле брзине. Неки аеротунели захтевају електричне погоне вентилатора од 20.000, 40.000 кВ са регулацијом брзине у опсегу од 1:8 до 1:10 и одржавањем подешене брзине са тачношћу од %.Једно од решења овог проблема била је употреба каскадне везе електричних машина.

Велика снага контролисаног уређаја и широк опсег варијације фреквенције ротора индукционог мотора онемогућили су употребу једноарматурног претварача или коришћење система генератор-мотор, пошто машина једносмерне струје не може да се напуни енергијом. у једној арматури за -већу од 7000 кВ. У таквим инсталацијама као претварач се користи двомашинска јединица која се састоји од синхроног мотора и ДЦ генератора (слика 3).

Каскадни дијаграм асинхроног мотора и машине једносмерне струје са претварачем мотор-генератор

Каскада се састоји од главног индукционог мотора са променљивом брзином са намотаним ротором, јединице променљиве брзине, јединице са константном брзином. Регулација брзине се врши променом побуде.