26.Регулирование координат асинхронного электродвигателя

 Регулирование координат асинхронного двигателя  с помощью резисторов

Данный способ регулирования координат, называемый часто реостатным, может быть осуществлен введением добавочных активных резисторов в статорные или роторные цепи АД (см. рис. 8.14). Он привлекает в первую очередь простотой своей реализации, отличаясь в то же время невысокими показателями качества регулирования и экономичностью.

 

Рис. 8.14. Схемы включения АД с фазным ротором (а)  и с короткозамкнутым ротором (б)

 

Включение добавочных резисторов R_1д в цепь статораприменяется главным образом для регулирования (ограничения) в переходных процессах тока и момента АД с короткозамкнутым ротором.

Все искусственные электромеханические характеристики располагаются в первом квадранте ниже и левее естественной. С учетом того, что скорость идеального холостого хода ω₀ при включении R_1д не изменяется, получаемые искусственные электромеханические характеристики можно представить семейством кривых (рис.8.15 а).

 

а) б)

 

 

Рис.8.15. Электромеханические (а) и механические (б) характеристики АД  при регулировании координат с помощью резисторов в цепи статора

 

Характеристики 2–4 расположены ниже естественной характеристики 1, построенной при R_1д = 0, причем большему значению R_1д соответствует больший наклон искусственных характеристик 2-4.

Механические характеристики АД представлены на рисунке 8.15 б.

Координаты точки экстремума М_к и S_к изменяются при варьировании R_1д, а именно: в соответствии с (8.15) и (8.16) при увеличении R_1д критический момент М_к и критическое скольжение S_к уменьшаются. Уменьшается и пусковой момент.

В то же время искусственные механические характеристики (рис. 8.15б) мало пригодны при регулировании скорости АД: они обеспечивают небольшой диапазон изменения скорости; жесткость характеристик АД и его перегрузочная способность, характеризуемая критическим моментом, по мере увеличения R_1дснижается; способ отличает и низкая экономичность. В силу этих недостатков регулирование скорости АД с помощью активных резисторов в цепи его статора применяется редко [2].

Включение добавочных резисторов R_2д в цепь ротораприменяется как с целью регулирования тока и момента АД, так и его скорости (рис. 8.14а).

Искусственные электромеханические характеристики при R_2д = var имеют вид, показанный на рисунке 8.15а, и могут использоваться для регулирования (ограничения ) пускового тока I_кз = I_п.

Скорость идеального холостого хода АД ω₀ и максимальный (критический) момент двигателя М_кв соответствии с [2] остаются неизменными при регулировании R_2д , а критическое скольжение S_к , как это следует из [2], изменяется.

Выполненный анализ позволяет построить естественную 1 (R_2д = 0) и искусственные 2–3 (R_2д3 > R_2д2) характеристики (рис. 8.16) и сделать заключение, что за счет изменения R_2д имеется возможность повышать пусковой момент АД вплоть до критического момента М_к без снижения перегрузочной способности двигателя, что весьма важно при регулировании его скорости.

 

 

Рис. 8.16. Механические характеристики при различных сопротивлениях R_2д добавочного резистора в цепи ротора

 

В остальном рассматриваемый способ характеризуется такими же показателями, что и для ДПТ НВ. Диапазон регулирования скорости небольшой – около 2–3 – из-за снижения жесткости характеристик и роста потерь по мере его увеличения. Плавность регулирования скорости, которая изменяется только вниз от основной, определяется плавностью изменения добавочного резистора R_2д.

Затраты, связанные с созданием данной системы ЭП, невелики, так как для регулирования обычно используются простые и дешевые ящики металлических резисторов. В то же время эксплуатационные затраты оказываются значительными, поскольку велики потери в ПД.

С увеличением скольжения S возрастают потери в роторной цепи, поэтому реализация большого диапазона регулирования скорости приводит к значительным потерям энергии и снижению КПД ЭП.

Регулирование скорости этим способом осуществляется при небольшом диапазоне регулирования скорости или кратковременной работе на пониженных скоростях. Этот способ нашел широкое применение например, в ЭП подъемно-транспортных машин и механизмов.

Расчет сопротивления добавочного резистора R_2д может быть выполнен несколькими способами в зависимости от формы задания требуемой искусственной механической характеристики.

Если искусственная характеристика определена полностью, то сопротивление добавочного резистора (например, R_2д1) можно определить по выражению [2,4]:

, (8.30)

где  – сопротивление фазы ротора АД.

Если искусственная характеристика задана своей рабочей частью, то можно использовать метод отрезков, для чего на рисунке 8.16 проведена вертикальная линия, соответствующая номинальному моменту М_ном, и отмечены характерные точки: а, b, c, d, e. Сопротивление искомого резистора R_2д1 определяется как [2,4]

R_2д1 = R_2номаb/ас, (8.31)

где  – номинальное сопротивление АД;  – ЭДС ротора при S = 1;  –номинальный ток ротора.