Регулирование скорости вращения электроприводов с асинхронным двигателем 1

Регулирование скорости вращения электроприводов с асинхронным двигателем. 1. 2. 3. 1 Регулирование скорости вращения при помощи асинхронной муфты скольжения. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты. Электропривод с тиристорным регулятором напряжения.

Регулирование скорости вращения АД при помощи асинхронной муфты скольжения. Электромагнитная муфта состоит из двух основных частей: l l 2 якоря, напоминающего ротор асинхронного двигателя; индуктора, возбуждаемого постоянным током.

Регулирование скорости вращения АД при помощи асинхронной муфты скольжения. Индуктор и якорь асинхронной муфты с внутренним якорем 3 Асинхронная муфта с наружным якорем

Регулирование скорости вращения АД при помощи асинхронной муфты скольжения. Ведущая часть муфты соединяется с приводным двигателем, ведомая – с производственным механизмом, скорость которого должная регулироваться. При вращении ведущей части муфты магнитное поле индуктора пересекает якорь и индуктирует в нем токи. При взаимодействии этих токов с магнитным полем индуктора создается вращающий момент. Таким образом за счет магнитной связи ведущая часть муфты увлекает за собой ведомую. 4

Регулирование скорости вращения АД при помощи асинхронной муфты скольжения. Механические характеристики электропривода с асинхронной муфтой скольжения 5

Регулирование скорости вращения АД при помощи асинхронной муфты скольжения. Достоинства способа. l Система с электромагнитной муфтой может обеспечить сравнительно большой диапазон регулирования 10: 1. l Высокая плавность регулирования. l Удобство управления. 6

Регулирование скорости вращения АД при помощи асинхронной муфты скольжения. Недостатки способа. l Привод с электромагнитной муфтой имеет меньший КПД, чем привод с реостатным регулированием , так как КПД привода определяется произведением КПД приводного двигателя и КПД муфты. l Более высокие энергозатраты. 7

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты ШИМ постоянного напряжения питания использует полностью управляемые ключи (транзисторы), которые могут открываться и закрываться при любом приложенном напряжении. Управление ключами осуществляют при помощи микропроцессорных программируемых контроллеров. 8

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты В АИН ~ АД БУ 9 Схема системы преобразователь частоты - АД

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 1 4 10 3 6 5 А В С 2 Схема инверторного ШИМ управления АД RА RВ RС N

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты I II IV V VI 1, 5, 6 1, 2, 3, 4, 5, 6 1 2 3 4 5 6 11 Диаграмма коммутации

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 1 3 5 А В С 4 6 RА RВ RС N + - RС RА N RВ 2 Таким образом сопротивление цепи между» +» и «-» составит а ток В фазе А и С он будет положительным +1/3, а в фазе В – отрицательным -2/3. 12

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 1 4 3 6 5 А В С RА RВ RС + N - 2 Сопротивление цепи между» +» и «-» составит а токи по фазам: в фазе А +/2/3, а в фазе В и С – 1/3. 13 RА RВ N RС

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты UА I II IV V VI t UВ t UС t 14

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты При широтно-импульсной модуляции каждый интервал проводимости ключа делится на большое количество подинтервалов с продолжительностью 15

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 16

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 8 возможных конфигураций инвертора. 17

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 1 3 2 S= 000 S= 001 S= 010 S= 011 3 18 S= 100 S= 101 S= 110 1 S= 111 2

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты 110 Анализ показывает, что для получения кругового вращающегося поля надо подавать на инвертор последовательно во времени в двоичной форме управляющие сигналы S (соответствующие 011 цифрам 1, 5, 4, 6, 2, 3). А для реверса ЭД в обратной последовательности (3, 2, 6, 4, 5, 1). 010 101 001 19

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты Функциональные возможности преобразователей частоты: • управление по аналоговому входу; • управление по цифровому входу; • ручное и автоматическое управление; • диапазон частот до 400 Гц; • диагностика неисправностей как преобразователя так и двигателя. 20

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Принципы построения преобразователей частоты Преобразователи частоты снабжаются следующими видами защит: • от мгновенного повышения тока до 3, 75 Iном; • от перегрузки по току (1, 2… 1, 5) Iном; • от повышенного напряжения 1, 3 UНом; • от пониженного напряжения 0, 65 Uном; • от перегрева электродвигателя; • от внезапной остановки АД. 21

Электропривод с тиристорным регулятором напряжения. Тиристорный регулятор напряжения (ТРН) используется для изменения амплитуды напряжения, подводимого к двигателю без изменения частоты. ~U 1 Uрег при α=0 t СИФУ Uα zн ~U 1 Uрег t 22

Электропривод с тиристорным регулятором напряжения. L 1 L 2 VS 1…VS 6 L 3 БТ R 1 БУТ RK 1 М 1 БТ- блок тиристоров; БУТ- блок управления тиристорами Схема электрическая принципиальная регулирования напряжения на зажимах электродвигателя с помощью тиристорного регулятора напряжения 23