Điều chỉnh tần số của động cơ không đồng bộ

Hiện nay, điều khiển tần số của tốc độ góc quay của truyền động điện với động cơ không đồng bộ được sử dụng rộng rãi, vì nó cho phép trong một phạm vi rộng thay đổi trơn tru tốc độ quay của rôto cả trên và dưới giá trị danh định.

Bộ biến tần là thiết bị công nghệ cao, hiện đại với dải điều chỉnh rộng, có nhiều chức năng điều khiển động cơ không đồng bộ. Chất lượng và độ tin cậy cao nhất giúp chúng có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau để điều khiển các bộ truyền động của máy bơm, quạt, băng tải, v.v.

Bộ biến tần cho điện áp cung cấp được chia thành một pha và ba pha, nhưng theo thiết kế, thành các máy điện quay và tĩnh. Trong các bộ biến đổi máy điện, tần số biến đổi thu được bằng cách sử dụng các máy điện thông thường hoặc đặc biệt. V biến tần tĩnh sự thay đổi tần số của dòng điện cung cấp đạt được bằng cách sử dụng các phần tử điện không có chuyển động.

Mạch biến tần của động cơ cảm ứng

Tín hiệu đầu ra của bộ biến tần

Bộ biến tần cho nguồn điện một pha có thể cung cấp ổ điện cho thiết bị sản xuất có công suất lên tới 7,5 mã lực. Một đặc điểm trong thiết kế của các bộ chuyển đổi một pha hiện đại là ở đầu vào có một pha có điện áp 220 V và ở đầu ra có ba pha có cùng giá trị điện áp, cho phép kết nối động cơ điện ba pha với một thiết bị không sử dụng tụ điện.

Bộ biến tần được cung cấp bởi mạng ba pha 380V có sẵn trong dải công suất từ ​​0,75 đến 630 mã lực. Tùy thuộc vào giá trị năng lượng, các thiết bị được sản xuất trong vỏ kim loại và polymer kết hợp.

Chiến lược điều khiển phổ biến nhất cho động cơ cảm ứng là điều khiển véc tơ. Hiện tại, hầu hết các bộ biến tần đều thực hiện điều khiển véc tơ hoặc thậm chí là điều khiển véc tơ không cảm biến (xu hướng này được tìm thấy trong các bộ biến tần ban đầu thực hiện điều khiển vô hướng và không có đầu cuối để kết nối cảm biến tốc độ).

Tùy thuộc vào loại tải đầu ra, bộ biến tần được chia thành loại thực hiện:

• cho ổ đĩa máy bơm và quạt;

• cho động cơ điện công nghiệp nói chung;

• hoạt động như một phần của động cơ điện hoạt động với tình trạng quá tải.

Đặc tính cơ học của tải điển hình

Các bộ biến tần hiện đại có một loạt các đặc tính chức năng, ví dụ, chúng có khả năng điều khiển thủ công và tự động tốc độ và hướng quay của động cơ, cũng như tích hợp chiết áp trên bảng điều khiển.Được tặng kèm khả năng điều chỉnh dải tần đầu ra từ 0 đến 800 Hz.

Bộ chuyển đổi có thể tự động điều khiển động cơ không đồng bộ theo tín hiệu từ các cảm biến ngoại vi và điều khiển truyền động điện theo thuật toán thời gian nhất định. Hỗ trợ chức năng phục hồi tự động trong trường hợp mất điện ngắn hạn. Thực hiện điều khiển tạm thời từ bảng điều khiển từ xa và bảo vệ động cơ điện khỏi tình trạng quá tải.

Mối quan hệ giữa vận tốc góc quay và tần số của dòng điện cung cấp theo phương trình

ωo = 2πe1/p

Với điện áp nguồn U1 không đổi và tần số thay đổi, từ thông của động cơ cảm ứng thay đổi. Đồng thời, để sử dụng tốt hơn hệ thống từ tính, với việc giảm tần số nguồn điện, cần phải giảm điện áp theo tỷ lệ, nếu không dòng điện từ hóa và tổn thất trong thép sẽ tăng lên đáng kể.

Tương tự như vậy, khi tần số nguồn cung cấp tăng, điện áp phải tăng theo tỷ lệ để giữ cho từ thông không đổi, vì nếu không (với mô-men xoắn trục không đổi), điều này sẽ làm cho dòng điện rôto tăng lên, gây quá tải dòng điện cho cuộn dây của nó và giảm mô-men xoắn cực đại.

Định luật điều chỉnh điện áp hợp lý phụ thuộc vào bản chất của mômen điện trở.

Tại một thời điểm tải tĩnh không đổi (Ms = const), điện áp phải được điều chỉnh tỷ lệ với tần số của nó U1 / f1 = const. Đối với bản chất của tải quạt, tỷ lệ có dạng U1 / f21 = const.

Với momen tải tỷ lệ nghịch với tốc độ U1 /√f1 = const.

Các hình dưới đây cho thấy một sơ đồ kết nối đơn giản và các đặc tính cơ học của động cơ cảm ứng với điều khiển tần số của tốc độ góc.

Sơ đồ kết nối bộ biến tần với động cơ không đồng bộ

Các đặc tính của tải trọng có mômen cản tĩnh không đổi

NSFeatures để sạc quạt

Đặc tính chịu tải trọng mô men tĩnh tỉ lệ nghịch với vận tốc góc quay

Việc điều chỉnh tần số tốc độ của động cơ không đồng bộ cho phép bạn thay đổi tốc độ góc quay trong khoảng — 20 … 30 đến 1. Việc điều chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ từ động cơ chính được thực hiện gần như bằng không.

Khi tần số của mạng cung cấp thay đổi, giới hạn trên của tốc độ quay của động cơ không đồng bộ phụ thuộc vào đặc tính cơ học của nó, đặc biệt là do ở tần số trên động cơ không đồng bộ danh nghĩa hoạt động với đặc tính năng lượng tốt hơn ở tần số thấp hơn. Do đó, nếu hộp số được sử dụng trong hệ thống truyền động, việc điều khiển tần số này của động cơ phải được thực hiện không chỉ xuống mà còn tăng từ điểm danh định, cho đến tốc độ quay tối đa cho phép trong điều kiện độ bền cơ học của rôto.

Khi tốc độ động cơ tăng trên giá trị được chỉ định trong hộ chiếu của nó, tần số của nguồn điện không được vượt quá mức danh nghĩa không quá 1,5 - 2 lần.

Phương pháp tần số hứa hẹn nhất cho việc điều chỉnh động cơ cảm ứng rôto lồng sóc. Tổn thất điện năng với quy định như vậy là nhỏ, vì chúng không đi kèm với sự gia tăng trượt ngã… Kết quả là các đặc tính cơ học có độ cứng cao.