Если у вас не прогружаются какие-то фотографии / картинки / чертежи, тогда рекомендуем использовать VPN сервисы!

12.07.2024

Переключение скоростей электродвигателя. Скольжение электродвигателя

Переключение скоростей электродвигателя и скольжение электродвигателя — важные аспекты в управлении судовыми электроприводами.

Переключение скоростей электродвигателя. Скольжение электродвигателя

Переключение скоростей электродвигателя

Переключение скоростей электродвигателя может быть реализовано различными способами в зависимости от типа двигателя и требований к его эксплуатации. 

Рассмотрим основные методы:

  1. Механическое переключение скоростей:

    • Применяется в асинхронных двигателях с фазным ротором, где изменение скорости достигается путем изменения сопротивления в роторной цепи.
  2. Электронное регулирование:

    • Частотные преобразователи (инверторы):
      • Изменяют частоту и питающее напряжение для изменения скорости вращения двигателя.
      • Позволяют плавно регулировать скорость, обеспечивая высокую точность и эффективность.
    • Импульсные преобразователи (ШИМ):
      • Используются в двигателях постоянного тока для изменения средней величины напряжения на двигателе путем широтно-импульсной модуляции.
  3. Переключение обмоток:

    • Переключение полюсов (для асинхронных двигателей с многоскоростными обмотками):
      • Изменение числа пар полюсов двигателя изменяет его синхронную скорость.
    • Переключение обмоток статора:
      • Например, изменение конфигурации обмоток статора с треугольника на звезду для изменения напряжения и, следовательно, скорости двигателя.

Скольжение электродвигателя

Скольжение — это разница между синхронной скоростью магнитного поля статора и фактической скоростью вращения ротора в асинхронных электродвигателях. Оно выражается в процентах и рассчитывается по формуле:

Скольжение электродвигателя

где: s — скольжение, ns — синхронная скорость, n — скорость ротора.

Особенности скольжения:

1. Рабочий режим:

  • В нормальном рабочем режиме скольжение обычно составляет несколько процентов.
  • Например, для асинхронного двигателя с синхронной скоростью 1500 об/мин и реальной скоростью 1450 об/мин скольжение будет равно:
Скольжение
2. Пусковой режим:
  • При запуске двигателя скольжение максимальное и может достигать 100%, так как в момент пуска скорость ротора равна нулю.

3. Влияние нагрузки:

  • С увеличением нагрузки на валу двигателя скольжение возрастает, так как скорость ротора уменьшается при постоянной синхронной скорости.
  • Это связано с необходимостью увеличения крутящего момента для преодоления нагрузки.
4. Стабильность:

Определенное значение скольжения необходимо для поддержания стабильной работы асинхронного двигателя. Слишком малое или слишком большое скольжение может привести к неустойчивой работе.

Понимание и управление скольжением, а также правильное переключение скоростей электродвигателя являются ключевыми аспектами в оптимизации работы электроприводов и обеспечении их надежности и долговечности.

Асинхронные двигатели с фазным ротором (или фазными обмотками) часто используются там, где необходимо регулировать скорость и крутящий момент двигателя. Изменение скорости в таких двигателях достигается путем изменения сопротивления в роторной цепи. Рассмотрим этот процесс подробнее.

Принцип работы асинхронного двигателя с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором отличается от двигателя с короткозамкнутым ротором наличием трехфазной обмотки на роторе, которая подключается к внешнему резистору через контактные кольца и щетки. Это позволяет изменять электрические параметры ротора для управления характеристиками двигателя.

Изменение скорости и крутящего момента

Изменение скорости в асинхронных двигателях с фазным ротором достигается за счет добавления внешнего сопротивления в роторную цепь. Вот как это работает:

  1. При добавлении сопротивления:

    • Увеличивается общее сопротивление роторной цепи.
    • Снижается ток ротора.
    • Возрастает скольжение, поскольку разница между синхронной скоростью и скоростью ротора увеличивается.
    • Увеличивается начальный пусковой момент, что полезно при запуске двигателя под нагрузкой.
  2. С уменьшением сопротивления:

    • Снижается общее сопротивление роторной цепи.
    • Увеличивается ток ротора.
    • Уменьшается скольжение, приближая скорость ротора к синхронной скорости.
    • Крутящий момент и скорость двигателя стабилизируются на новом уровне.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

  • Плавное регулирование скорости: В отличие от двигателей с короткозамкнутым ротором, двигатели с фазным ротором позволяют плавно регулировать скорость и крутящий момент.
  • Высокий пусковой момент: Благодаря возможности увеличения сопротивления в роторной цепи, такие двигатели могут развивать высокий пусковой момент, что важно для запуска тяжелых нагрузок.
  • Уменьшение пусковых токов: Добавление сопротивления в роторную цепь снижает пусковой ток, что предотвращает перегрузку электрической сети.

Недостатки:

  • Сложность конструкции: Наличие контактных колец и щеток делает конструкцию двигателя более сложной и увеличивает его стоимость.
  • Износ щеток: Щетки подвержены механическому износу, что требует регулярного обслуживания и замены.
  • Энергопотери: Дополнительное сопротивление в роторной цепи приводит к потерям энергии в виде тепла, что снижает общую эффективность двигателя.

Использование асинхронных двигателей с фазным ротором и изменение скорости путем регулирования сопротивления в роторной цепи является эффективным методом управления электроприводами, особенно в системах, требующих высокого пускового момента и плавного регулирования скорости.

1 комментарий:

  1. Интересно и как сильно меняются обороты асинхронного двигателя при переключении звезда-треугольник, если они зависят от числа пар полюсов обмотки статора и частоты питающей сети. Ни то ни другое при таком переключении не меняется.

    ОтветитьУдалить