Truyền động điện với tầng van không đồng bộ
Trong công nghiệp, một ổ đĩa có phạm vi điều chỉnh tốc độ nông (3: 2: 1) được sử dụng, nghĩa là cái gọi là thác van, được chế tạo trên cơ sở một động cơ điện không đồng bộ và đại diện cho một hệ thống truyền động biến thiên có thể điều chỉnh.
Không giống như van tiết lưu và điều chỉnh tần số, với kết nối theo tầng, động cơ điện không đồng bộ được kết nối với mạng cung cấp dòng điện xoay chiều ba pha. Đây là một lợi thế lớn của hệ thống truyền động này so với hai hệ thống đầu tiên. Nó cũng có hiệu quả cao hơn tất cả các hệ thống khác. Ưu điểm này có thể được giải thích bởi thực tế là trong các hệ thống ghép tầng chỉ có năng lượng trượt được chuyển đổi, trong khi ở các hệ thống truyền động DC và tần số thay đổi, toàn bộ lượng năng lượng mà động cơ tiêu thụ đều có thể được chuyển đổi.
So với bộ truyền động bướm ga và bộ biến trở, cũng như ly hợp trượt, nơi chúng bị mất năng lượng trượt do lực cản, thì ưu điểm của tầng van về mặt năng lượng thậm chí còn cao hơn.Bộ chuyển đổi trong mạch rôto của các hệ thống này chỉ phục vụ cho việc kiểm soát tốc độ. Ổ đĩa, được chế tạo bằng động cơ không đồng bộ, cho phép bạn tạo các hệ thống tốc độ cao với công suất thay đổi. Các hệ thống như vậy cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ và mô-men xoắn mượt mà, không yêu cầu nhiều thiết bị tiếp xúc và nguồn điện.
Cơm. 1. Sơ đồ nối tầng: a — van, b — máy van, c — máy van một thân
Tầng van cũng có công suất điều khiển thấp, dễ dàng tự động hóa và có đặc tính động học tốt.
Cần lưu ý rằng trong tầng van, bộ biến tần của mạch rôto không lưu thông công suất phản kháng để tạo ra từ thông quay của động cơ cảm ứng, vì từ thông này được tạo ra bởi công suất phản kháng đi vào mạch stato.
Ngoài ra, bộ chuyển đổi được sử dụng trong giai đoạn van chỉ được thiết kế cho công suất tỷ lệ thuận với dải điều khiển nhất định. Đồng thời, trong các hệ thống có điều khiển tần số, bộ chuyển đổi tham gia vào việc tạo ra từ thông và trong thiết kế của nó, cần phải tính đến toàn bộ công suất của biến tần. Mạch giai đoạn van đơn giản nhất là mạch có mạch DC trung gian và bộ chuyển đổi EMF của van.
Trong mạch van (Hình A) và tầng máy van (Hình B), dòng điện rôto được chỉnh lưu theo mạch cầu ba pha và một EMF bổ sung được đưa vào mạch dòng điện được chỉnh lưu trong vỏ đầu tiên bởi bộ chuyển đổi van, và trong lần thứ hai - từ máy DC. Mạch hiển thị trong hình. a, gồm một động cơ không đồng bộ M với rôto một pha.
Một bộ chuyển đổi van V1 được bao gồm trong mạch rôto, trong đó dòng điện xoay chiều rôto được chỉnh lưu.Với bộ chuyển đổi van, một biến tần (bộ chuyển đổi van V2) được bật thông qua bướm ga L, đây là nguồn bổ sung EMF. Bộ chuyển đổi van V2 được lắp ráp với một máy biến áp T theo mạch trung tính ba pha. Thường được sử dụng trong các thiết bị nhỏ.
Trong sơ đồ này, chức năng của hai bộ chuyển đổi van được mô tả rõ ràng.Ở đây, các van VI đóng vai trò là bộ chỉnh lưu, chuyển đổi dòng điện xoay chiều rôto tần số trượt thành dòng điện một chiều. Các van V2 chuyển đổi dòng điện của rôto đứng thành dòng điện xoay chiều ở tần số của mạng, nghĩa là chúng hoạt động ở chế độ biến tần phụ thuộc.
Trong tầng máy van (Hình C), việc chuyển đổi dòng rôto được chỉnh lưu bởi bộ chuyển đổi van V1 thành dòng điện xoay chiều với tần số của mạng diễn ra với sự trợ giúp của máy điện một chiều G và máy phát đồng bộ G1 . Trong mạch này, máy G và G1 đóng vai trò biến tần.
Các sơ đồ khác nhau của các tầng van không đồng bộ đã được phát triển, nhưng sơ đồ cơ bản và phổ biến nhất được thể hiện trong Hình. Điều đáng quan tâm là các thùng đơn AMVK-13-4 có công suất 13 mã lực. Trong một trường hợp, một động cơ cảm ứng có rôto pha, máy điện một chiều và một nhóm rôto gồm các van không điều khiển được đặt trên một tầng như vậy.
Thiết bị là động cơ xoay chiều điều tốc vô cấp. Các thiết bị này có thể khắc phục tình trạng quá tải đáng kể. Dòng thác có tốc độ danh định là 1400 phút-1, điện áp cung cấp là 380 V và phạm vi điều chỉnh là 1400-650 phút-1 mà không cần chuyển mạch stato.
Khi chuyển cuộn dây stato từ sao sang tam giác, phạm vi điều khiển sẽ là 1400-400 phút-1, mô-men xoắn không đổi, trọng lượng của thiết bị là 360 kg, điện áp kích thích là 220 V.Thiết bị có cấu trúc thổi được bảo vệ. Các đơn vị này được áp dụng trong các đơn vị ổ đĩa.
Sự sắp xếp sơ đồ của một tầng máy van với một thân được thể hiện trong Hình. v. Rôto 5 của động cơ điện không đồng bộ và phần ứng 4 của máy điện một chiều được lắp trên một trục. Trong một giường hình trụ bằng thép thông thường 6, người ta lắp đặt stato 7 của động cơ điện không đồng bộ và cực 8 của máy điện một chiều. Bộ thu 9 và vòng trượt 10, chổi thu 3 và chổi 1 của động cơ không đồng bộ được kết nối thông qua bộ chỉnh lưu silicon 2. Để loại bỏ nhiệt khỏi máy, đặc biệt là ở tốc độ giảm, có các kênh thông gió đặc biệt trong rôto và trong khung.
Bộ chỉnh lưu cầu cung cấp điện áp rôto đã chỉnh lưu cho phần ứng máy DC được lắp ráp từ sáu van VK-50-1.5 với điện áp ngược 150 V. trong đó tiết kiệm năng lượng là điều cần thiết.
Cùng với những ưu điểm đã mô tả của các hệ thống được xem xét, cần lưu ý những nhược điểm của chúng: chi phí cao của bộ chuyển đổi van và truyền động máy van, hệ số công suất thấp, hiệu suất thấp so với động cơ không đồng bộ do truyền động hoạt động với tốc độ tối đa mà không bị đoản mạch của động cơ cuộn dây rôto, khả năng quá tải thấp của động cơ cảm ứng, mức sử dụng động cơ truyền động thấp (khoảng 5-7%), cần có phương tiện khởi động đặc biệt cung cấp các đặc tính khởi động với điều khiển tốc độ nông .