Асинхронных двигателей

Электроприводы с трехфазными асинхронными двигателями являются самым массовым видом электропривода в промышленности и коммунальном хозяйстве. Это обусловлено, в первую очередь, простотой его конструкции, и как следствие высокой надежностью в работе и неприхотливостью в эксплуатации, а также меньшими по сравнению с двигателями постоянного тока массой и габаритными размерами.

Анализ формул для электромеханической

(5.29)

и механической

(5.30)

характеристик, приведенных в гл. 2 (с. 31) показывает, что регулирование координат может быть обеспечено изменением подводимого к статору напряжения как по величине U_s, так и по частоте f, а также с помощью добавочных резисторов и индуктивных сопротивлений в цепях статора (R_s и Х_s) и ротора (R_r и Х_r).

На рис. 5.7 приведены искусственные характеристики асинхронного двигателя для случая уменьшения напряжения на статоре (рис. 5.7, а), при введении в фазы статора добавочных активных и индуктивных сопротивлений (рис. 5.7, б), а также при введении в фазы ротора дополнительных активных сопротивлений (рис. 5.7, в). Искусственные характеристики при изменении частоты питающего напряжения при различных законах регулирования (при U_s = const, U_s/f = const и U_s/f² = const) приведены ранее в гл. 2, рис. 2.10 (с. 32).

Рис. 5.7. Схемы включения и характеристики асинхронного двигателя при уменьшении напряжения на статоре (а), введении в цепь статора активного или индуктивного сопротивлений (б),

введении в цепь ротора активного сопротивления (в)

Скорость идеального холостого хода асинхронного двигателя зависит от частоты питающего напряжения f и числа пар полюсов p

, (5.31)

а потому для всех рассмотренных на рис. 5.7 случаев регулирования остается неизменной.

Величина критического момента

(5.32)

имеет квадратичную зависимость от напряжения, находится в обратной зависимости, как от активного, так и от индуктивного сопротивлений в цепи статора и не зависит от величины активного сопротивления в цепи ротора двигателя.

Анализ рис. 5.7, а позволяет заключить, что простое изменение напряжения питания асинхронного двигателя не дает существенного эффекта по регулированию его скорости вращения. Диапазон регулирования непригодно мал, а потому такой способ регулирования скорости в настоящее время не находит практического применения.

На рис. 5.7, б приведены искусственные характеристики при включении в цепь статора добавочного активного или индуктивного сопротивления. Вид их зависит от величины этих сопротивлений, но при всех условиях момент двигателя при скорости выше нуля будет больше, чем в случае постоянного напряжения на зажимах статора, обеспечивающего пусковой момент той же величины. Кроме того, значение скорости вращения при критическом моменте также несколько увеличивается. На практике такой способ воздействия на асинхронный двигатель иногда применяется для ограничения пусковых токов и моментов, но в связи с низкими показателями качества регулирования для регулирования скорости не используется.

Введение в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором активного сопротивления (рис. 5.7, в) приводит, как и у двигателя постоянного тока, к снижению жесткости механической характеристики, но при этом в отличие от предыдущих случаев не влияет на величину критического момента. Этот факт позволяет повышать пусковой момент при одновременном существенном снижении величины тока статора (см. рис. 5.7, в). Диапазон регулирования рассматриваемого способа невелик, до 3:1, скорость регулируется исключительно вниз от основной, потери энергии велики, однако до недавнего времени такие схемы находили широкое применение для задач уменьшения момента и тока в процессе пуска электропривода.