Здравейте! Като доставчик на променливотокови двигатели с клетка често ме питат за методите за контрол на скоростта на тези двигатели. Така че реших да напиша публикация в блога, за да споделя някои прозрения по тази тема.
Първо, нека разберем какво представлява AC двигател с клетка. Променливотоковият двигател с клетка, известен още като индукционен двигател с катерица, е един от най-често използваните типове двигатели в индустриални и търговски приложения. Той е надежден, издръжлив и сравнително евтин. Можете да разгледате нашите3-фазен асинхронен двигател с катерицаза повече подробности за самия продукт.
Сега нека се потопим в методите за контрол на скоростта.
1. Метод за смяна на полюса
Скоростта на променливотоков двигател с клетка е свързана с броя на полюсите и честотата на захранването. Синхронната скорост (n_s) на асинхронен двигател се дава по формулата (n_s=\frac{120f}{p}), където (f) е честотата на захранването и (p) е броят на полюсите.
Чрез промяна на броя на полюсите можем да променим синхронната скорост на двигателя. Например, ако имаме двигател, който може да се превключва между 2-полюсни и 4-полюсни конфигурации, когато е в 2-полюсен режим, с честота на захранване от 50 Hz, синхронната скорост (n_s=\frac{120\times50}{2}=3000) RPM. Когато го превключим на 4-полюсен режим, синхронната скорост става (n_s=\frac{120\times50}{4} = 1500) RPM.
Този метод е относително прост и често се използва в приложения, където се изискват дискретни промени в скоростта, като например при някои видове вентилатори и помпи. Той обаче има някои ограничения. Той може да осигури само няколко отделни настройки на скоростта, а конструкцията на двигателя трябва да бъде специално конфигурирана за работа с промяна на полюса.
2. Метод за контрол на напрежението
Скоростта на променливотоковия двигател с клетка също може да се контролира чрез промяна на приложеното напрежение. Когато напрежението, приложено към двигателя, се намали, въртящият момент, произведен от двигателя, намалява. В резултат на това скоростта на двигателя пада.
Връзката между въртящия момент (T) и приложеното напрежение (V) е приблизително (T\propto V^{2}). Така че, ако намалим напрежението, наличният въртящ момент за задвижване на товара се намалява и двигателят се забавя.
Този метод обаче има своите недостатъци. Намаляването на напрежението твърде много може да доведе до прегряване на двигателя, тъй като той ще черпи повече ток, за да се опита да поддържа товара. Освен това регулирането на скоростта не е много добро. Този метод се използва главно в приложения, където въртящият момент на натоварване намалява значително с намаляване на скоростта, като например при някои видове центробежни вентилатори и помпи.
3. Метод за контрол на честотата
Това е може би най-популярният и ефективен метод за контрол на скоростта на двигатели с променлив ток в клетка в наши дни. С развитието на задвижванията с променлива честота (VFD) стана много по-лесно да се контролира скоростта на двигателя чрез промяна на честотата на захранването.
Както знаем от формулата за синхронна скорост (n_s=\frac{120f}{p}), чрез промяна на честотата (f), можем плавно да променяме синхронната скорост на двигателя. VFD приема входящото променливотоково захранване, преобразува го в постоянен ток и след това го преобразува обратно в променлив ток при променлива честота и напрежение.
Този метод предлага няколко предимства. Той осигурява широк диапазон от контрол на скоростта, от много ниски до високи скорости. Той също така предлага добро регулиране на скоростта, което означава, че моторът може да поддържа относително постоянна скорост дори когато натоварването се променя. Освен това може да подобри енергийната ефективност на мотора, особено в приложения, при които не е необходимо моторът да работи на пълна скорост през цялото време. Например, в HVAC система, двигателят може да работи на по-ниска скорост по време на извън пиковите часове, спестявайки значително количество енергия. Можете да разгледате нашитеВисокоефективен двигател Ie2които могат да работят добре с методи за контрол на честотата.
4. Метод за възстановяване на мощността при приплъзване
При този метод мощността на приплъзване на асинхронния двигател се възстановява и използва повторно. Мощността на приплъзване е мощността, която не се преобразува в механична мощност от двигателя.
Основната идея е да се използва устройство за контролиране на мощността на приплъзване и или да се върне към захранването, или да се използва за задвижване на спомагателен товар. Този метод се използва главно в приложения с висока мощност, където спестяването на енергия е от решаващо значение. Това обаче е по-сложен и скъп метод в сравнение с останалите.
5. Каскаден метод на управление
В каскадна система за управление два или повече двигателя са свързани в каскада. Скоростта на цялата система може да се контролира чрез регулиране на параметрите на отделните двигатели.
Например, в каскадна система с два двигателя, първият двигател задвижва втория двигател. Чрез контролиране на скоростта на първия двигател, ние можем индиректно да контролираме скоростта на втория двигател и цялата система. Този метод не се използва толкова често, колкото метода за контрол на честотата, но може да бъде полезен в някои специфични приложения, където се изисква висока степен на контрол на скоростта и споделяне на мощността между двигателите.
При избора на метод за контрол на скоростта за променливотоков двигател с клетка, трябва да се вземат предвид няколко фактора. Видът на натоварването е много важен. Например, ако товарът има характеристика на постоянен въртящ момент, като конвейерна лента, различен метод за контрол на скоростта може да бъде по-подходящ в сравнение с товар с характеристика на променлив въртящ момент като центробежна помпа.
Необходимият диапазон на скоростта също е ключов фактор. Ако е необходим широк обхват на контрол на скоростта, методът за контрол на честотата обикновено е най-добрият избор. От друга страна, ако са необходими само няколко отделни настройки на скоростта, методът за смяна на полюса може да е достатъчен.
Цената е друго съображение. Контролът на честотата с помощта на VFD може да бъде сравнително скъп, особено за малки приложения. В такива случаи методите за контрол на напрежението или смяна на полюсите може да са по-рентабилни.
Като доставчик на променливотоков двигател с клетка, ние имаме широка гама от продукти, включителноLv индукционен двигатели можем да ви помогнем да изберете най-подходящия метод за контрол на скоростта за вашето конкретно приложение. Независимо дали имате нужда от просто и рентабилно решение или високоефективна система за контрол на скоростта, ние ще ви покрием.
Ако се интересувате от нашите променливотокови двигатели с клетка или имате нужда от повече информация относно методите за контрол на скоростта, не се колебайте да се свържете с нас. Винаги се радваме да си поговорим и да обсъдим как можем да отговорим на вашите изисквания. Нека работим заедно, за да намерим най-доброто решение за управление на двигателя и скоростта за вашия бизнес!
Референции
- „Електрически машини“ от Стивън Дж. Чапман
- „Силова електроника: преобразуватели, приложения и дизайн“ от Нед Мохан, Торе М. Унделанд и Уилям П. Робинс