Pengaturan kecepatan motor induksi

Yang paling umum adalah metode berikut untuk mengontrol kecepatan motor asinkron: perubahan resistansi tambahan dari rangkaian rotor, perubahan tegangan yang disuplai ke belitan stator, perubahan frekuensi tegangan suplai, serta sebagai switching jumlah kutub.

Pengaturan kecepatan motor induksi dengan memasukkan resistor ke dalam rangkaian rotor

Perkenalan resistor di sirkuit rotor menyebabkan peningkatan kerugian daya dan penurunan kecepatan rotor motor karena peningkatan slip, karena n = nО (1 — s).

Ara. 1 mengikuti bahwa ketika resistansi di sirkuit rotor meningkat pada torsi yang sama, kecepatan mesin berkurang.

Kekerasan karakteristik mekanis berkurang secara signifikan dengan penurunan kecepatan rotasi, yang membatasi rentang kontrol ke (2 — 3): 1. Kerugian dari metode ini adalah kehilangan energi yang signifikan, yang sebanding dengan slip. Penyesuaian seperti itu hanya mungkin untuk motor rotor. 

Pengaturan kecepatan putaran motor induksi dengan mengubah tegangan stator

Perubahan tegangan yang diterapkan pada belitan stator motor asinkron memungkinkan Anda menyesuaikan kecepatan menggunakan sarana teknis dan skema kontrol yang relatif sederhana. Untuk melakukan ini, pengatur tegangan dihubungkan antara jaringan arus bolak-balik dengan tegangan standar U1nom dan stator motor listrik.

Saat mengatur kecepatan mesin asinkron perubahan tegangan yang diterapkan pada belitan stator, momen kritis motor asinkron Mcr bervariasi sebanding dengan kuadrat tegangan yang diterapkan pada motor Uret (Gbr. 3) dan slip dari Ureg tidak tergantung.

Beras. 1. Karakteristik mekanis motor induksi dengan rotor belitan pada berbagai resistansi resistor yang termasuk dalam rangkaian rotor

Beras. 2. Skema pengaturan kecepatan motor induksi dengan mengubah tegangan stator

Beras. 3. Karakteristik mekanis motor induksi saat mengubah tegangan yang diterapkan pada belitan stator

Jika momen hambatan mesin yang digerakkan lebih besar torsi awal motor listrik (Ms> Mstart), maka motor tidak akan berputar, sehingga perlu start pada tegangan nominal Unom atau saat idle.

Dengan demikian dimungkinkan untuk mengatur kecepatan putaran motor induksi sangkar-tupai hanya dengan beban seperti kipas. Selain itu, motor high-slip khusus harus digunakan. Rentang kendali kecil, hingga nkr.

Untuk mengubah voltase, terapkan autotransformer tiga fasa dan pengatur tegangan thyristor.

Beras. 4.Skema pengatur tegangan thyristor dari sistem kontrol kecepatan loop tertutup - motor induksi (TRN - IM)

Kontrol loop tertutup dari motor asinkron dibuat sesuai dengan skema pengatur tegangan thyristor — motor listrik memungkinkan Anda menyesuaikan kecepatan motor asinkron dengan peningkatan selip (motor semacam itu digunakan di unit ventilasi).

Pengaturan kecepatan putaran motor induksi dengan mengubah frekuensi tegangan suplai

Karena frekuensi putaran medan magnet stator tidak ada = 60e/ p, maka pengaturan kecepatan putaran motor induksi dapat dilakukan dengan mengubah frekuensi tegangan suplai.

Prinsip metode frekuensi untuk mengatur kecepatan motor asinkron terletak pada kenyataan bahwa dengan mengubah frekuensi tegangan suplai, sesuai dengan ekspresi dengan jumlah pasangan kutub p yang konstan, kecepatan sudut dapat diubah oleh medan magnet stator.

Metode ini memberikan kontrol kecepatan yang mulus pada rentang yang luas, dan karakteristik mekanisnya memiliki kekakuan yang tinggi.

Untuk mendapatkan kinerja energi tinggi dari motor asinkron (koefisien daya, efisiensi, kapasitas beban berlebih), tegangan suplai perlu diubah secara bersamaan dengan frekuensi. Hukum perubahan tegangan bergantung pada sifat momen pembebanan Ms. Pada beban torsi konstan, tegangan stator harus dikontrol secara proporsional dengan frekuensi.

Diagram skematik dari penggerak listrik frekuensi ditunjukkan pada gambar. 5, dan karakteristik mekanis IM yang disetel frekuensi ditunjukkan pada Gambar. 6.

Beras. 5.Skema konverter frekuensi

Beras. 6. Karakteristik mekanis motor asinkron dengan pengaturan frekuensi

Ketika frekuensi f berkurang, momen kritis sedikit berkurang di wilayah kecepatan rotasi rendah. Hal ini disebabkan oleh peningkatan pengaruh resistansi aktif belitan stator dengan penurunan frekuensi dan tegangan secara bersamaan.

Pengaturan frekuensi kecepatan motor asinkron memungkinkan Anda mengubah kecepatan dalam kisaran (20 — 30): 1. Metode frekuensi paling menjanjikan untuk mengatur motor asinkron dengan rotor dalam sangkar tupai. Kerugian daya dengan pengaturan ini kecil karena kerugian slip minimal.

Konverter frekuensi paling modern dibuat menurut skema konversi ganda. Mereka terdiri dari bagian utama berikut: DC link (penyearah tidak terkontrol), inverter daya pulsa dan sistem kontrol.

Tautan DC terdiri dari penyearah yang tidak terkontrol dan filter. Tegangan bolak-balik dari jaringan pasokan diubah menjadi tegangan arus searah.

Inverter pulsa tiga fase daya berisi enam sakelar transistor. Setiap belitan motor dihubungkan melalui sakelar yang sesuai ke terminal positif dan negatif penyearah. Inverter mengubah tegangan yang diperbaiki menjadi tegangan bolak-balik tiga fase dari frekuensi dan amplitudo yang diinginkan, yang diterapkan pada belitan stator motor listrik.

Pada tahap keluaran inverter, sakelar daya digunakan sebagai sakelar. transistor IGBT… Dibandingkan dengan thyristor, mereka memiliki frekuensi switching yang lebih tinggi, yang memungkinkan mereka menghasilkan sinyal keluaran sinusoidal dengan distorsi minimal.Regulasi frekuensi keluaran Tegangan hilir dan keluaran direalisasikan oleh frekuensi tinggi modulasi lebar pulsa.

Mengontrol kecepatan switching pasangan Kutub motor induksi

Kontrol kecepatan bertahap dapat dilakukan menggunakan khusus motor induksi multispeed sangkar tupai. 

Dari ekspresi no = 60e/ p dapat disimpulkan bahwa ketika jumlah pasangan kutub p berubah, diperoleh karakteristik mekanik dengan kecepatan putaran yang berbeda untuk medan magnet stator. Karena nilai p ditentukan oleh bilangan bulat, transisi dari satu karakteristik ke karakteristik lainnya dalam proses penyesuaian dilakukan secara bertahap.

Ada dua cara untuk mengubah jumlah pasangan kutub. Dalam kasus pertama, dua belitan dengan jumlah kutub yang berbeda ditempatkan di slot stator. Ketika kecepatan berubah, salah satu belitan dihubungkan ke jaringan Dalam kasus kedua, belitan setiap fase terdiri dari dua bagian yang dihubungkan secara paralel atau seri. Dalam hal ini, jumlah pasangan kutub berubah dengan faktor dua.

Beras. 7. Skema untuk mengganti belitan motor asinkron: a — dari bintang tunggal ke bintang ganda; b — dari segitiga menjadi bintang ganda

Kontrol kecepatan dengan mengubah jumlah pasangan tiang bersifat ekonomis, dan karakteristik mekanisnya mempertahankan kekakuan. Kerugian dari metode ini adalah sifat step-like dari perubahan kecepatan motor induksi rotor sangkar-tupai. Motor dua kecepatan tersedia dengan kutub 4/2, 8/4, 12/6. Motor listrik empat kecepatan 12/8/6/4 kutub memiliki dua belitan sakelar.

Bahan yang digunakan dari buku Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Peralatan listrik perusahaan pertanian.