Реостатное регулирование

При Rд0 увеличиваетсяSр, т.е.

характеристика становится мягче

Sр – скольжение на регулировочной характеристике (искусственной)

Sс – скольжение на естественной характеристике (паспортные данные)

r₂– сопротивление ротора двигателя приведенное к сопротивлению статора

r_д` _- добавочное сопротивление вводимое в цепь ротора, приведенное к сопротивлению статора.

Жесткость уменьшается

Мкр – не изменяется

₀- не изменяется – скорость идеального х.х.

_н– уменьшается

S– увеличивается

Мп – увеличивается

Регулирование ведется по закону постоянного момента. Это регулирование скорости связано с потерями энергии в роторной цепи. Такой способ регулирования не ограничен. Регулирование применяют для механизмов с вентиляторными моментами. Поскольку метод прост в реализации, то применяют довольно часто у грузоподъемных механизмов, деревообрабатывающих, металлорежущих станках, стендах испытания ДВС. Диапазон регулирования 2…3. При регулирование на малых моментах не эффективен.

Регулирование скорости изменением числа пар полюсов

Число пар полюсов зависит от схемы соединения обмоток статора, с увеличением полюсов увеличиваются габариты машины и уменьшается скорость идеального х.х.

Для регулирования надо иметь либо одну статорную обмотку выполненную в виде двух полуобмоток, либо две и более обмоток. Регулирование ступенчатое.

Двигатели для регулирования этим способом строятся по закону постоянной мощности и постоянного момента.

Рассмотрим некоторые схемы регулирования частоты вращения

(cнаY)

р = 2 р = 1

Uл=Uф; Iа=Iн; Uф=Uл/3; Iф=2Iн

Р_=3Uф Iф cos_ P_Y=3Uл/3 2Iн cos_Y

cos_ = cos_Y

P_/P_Y= (3UфIф cos_ 3) / ( 3Uл 2Iн cos_Y) = 3 / 2=0,866

Р_=0,866 Р_YY

M_=P_ /_; M_Y=P_Y/_Y M_=2M_Y (+10%)

При переходе в процессе регулирования с высокой скорости на более низкую двигатель работает в режиме рекуперативного торможения, такие схемы применяют в дерево-, металлообработке.

Схемы постоянного момента

р=2 р=1

Iл=Iф

Uф=Uл/3

Р_YY=2P_Y

M_Y=P_Y /_Y; M_YY=2P_Y/2_Y=M=MY

Оценка способа регулирования.

Достоинства способа:

1. Отсутствие преобразователя, используется только одна сеть

2. Высокие технико-экономические и энергетические показатели.

Недостатки:

1. Регулирование грубое, ступенчатое.

2. Высокая стоимость, большие габариты, большой вес по сравнению с двигателями нормального исполнения.

3. При переключении возникают броски тока, момента.

4. Требуется дополнительная коммутационная аппаратура.

Регулирование скорости импульсным изменением параметров

При данном способе воздействуем на величину Е относительное время замыкания контактов ключа которое либо подает, либо осуществляет перерыв подачи питания на двигатель.

Епринимает значения от 0 до 1

Е=t_з/t_к

E=t_з/T_к

t_з– время замкнутого состояния ключа

Tк – период коммутации

При данном способе регулирования большое значение имеет ключ, который должен выдерживать большое число коммутаций, чаще всего используют безконтактные ключи, при

I= 10…15А – транзисторные

I> 15А – теристорные.

Роль ключа выполняет теристор V1 который при подаче «+» импульса на его управляющий электрод открывается и шунтирует нагрузкуRн. Что бы закрыть теристорV1 необходимо снять управляющий импульс и создать обратную полярность на основных электродах. Для этого в схеме включения теристорV2. Контур коммутацииLк включен через диодV3 и маломощный источник питания. Перед началом работы замыкается С от источника питания. Величина заряда ограничивается сопротивлениемR. При снятии управляющего импульса и открытомV2, С начинает разряжаться черезV2 иRн.V1 приложено отрицательное напряжение заряженного С и ток разряда будет частично протекать черезV1, пока он не восстановит запирающие свойства.

При закрытии V1 ток полностью будет протекать черезV1 иRн. К С1 будет приложено падение напряженияRн и С1 перезарядится. Наличие в этом контуре индуктивного сопротивленияLк и емкости обуславливает колебательный характер процесса. Ключ обеспечивает шунтированиеRн только при протекании тока в одном направлении.

Реактор Lк кроме того увеличивает индуктивную составляющую, следовательно выпрямленный ток в коммутированной цепи.

Rн – сопротивление нагрузки

V1,V2 - теристоры

V3,V4 - диоды

R- сопротивление

C1– конденсатор

Схема импульсного регулирования с теристорным регулятором напряжения.

Назначение О.С. – стабилизирует скорость на регулировочной характеристике, при наличие возможных отклонений.

Регулирование частоты вращения изменением частоты питающей сети.

Данный способ регулирования целесообразен для:

1. замкнутых систем

2. двигателей работающих в повторно кратковременных режимах.

Для реализации регулирования используют преобразователи частот:

1. Электромашинные ЭМП

2. Полупроводниковые ПП

Схемы преобразования ЭМП с промежуточным звеном постоянного тока.

Двигатель М2 и G1 служат для преобразования частоты вращения, в следствии этого, имеется возможность регулировать частоту сети выдаваемойG2.

Недостатки: Потери мощности и энергии. Нестабильное регулирование. Большие габариты. Дорого.

Достоинства: Раздельное регулирование напряжения. Применение стандартных электрических машин.

Схема вентильного электромагнитного преобразователя с синхронным генератором.

Достоинства: Более высокий КПД, уменьшенные габариты и вес.

Недостатки: Невысокая надежность, значительная инерционность.

Схема ЭМП с асинхронным двигателем с фазным ротором в качестве преобразователя частоты.

Назначение автотрансформатора – позволяет регулировать амплитуду напряжения. Ротор преобразователя механически связан с валом преобразователем М2, скорость которая регулируется по схеме генератор, двигатель.

Роторная цепь АД является источником выходного напряжения и частоты.

f=f₁+f_ротора

+ когда вращается против поля статора

- когда ротор вращается согласно с полем статора.