Виды регулирования их достоинства и недостатки.

Регулирование скорости электропривода — это целенаправленное изменение угловой скорости электродвигателя в соответствии с требованиями, предъявляемыми технологическим процессом. Так, например, процесс работы комбайна, струга, ленточного конвейера, рудничного электровоза, подъемной установки и других машин и механизмов наиболее полно обеспечивается при изменяющейся скорости исполнительных органов. Это позволяет обеспечить как высокую производительность при минимальном расходе энергии (комбайны, струги), так и высокие энергетические показатели при заданной производительности (шахтные вентиляторные установки, ленточные конвейеры).

Изменение скорости движения исполнительного органа можно осуществлять либо за счет применения регулируемых передач, либо за счет изменения угловой скорости самого двигателя. Наиболее широкое применение нашел второй способ, так как он позволяет упростить механическую часть электрифицированной установки.

Работа производственного механизма может сопровождаться изменением скорости из-за колебаний напряжения и частоты питающей сети, внезапного изменения нагрузки и т. д. В этих случаях изменения носят случайный характер и к регулированию скорости электропривода отнесены быть не могут.

Анализируя уравнение механической характеристики электродвигателей постоянного тока можно определить три основных способа регулирования частоты вращения при заданном моменте сопротивления:

Регулирование частоты вращения путем изменения величины сопротивления реостата Rp.

При введении внешнего сопротивления в цепь якоря электродвигателя жесткость характеристик уменьшается, регулирование частоты вращения возможно только в сторону уменьшения от основной, определяемой естественной характеристикой.

Так как регулирование достигается за счет ввода дополнительного сопротивления Rр в цепь якоря, где величина тока прямо пропорциональна величине механической нагрузки двигателя, то данный способ не экономичен из-за больших потерь энергии в реостате Rр.

Регулирование частоты вращения за счет изменения величины напряжения, подводимого на зажимы якоря.

Для осуществления данного способа необходимо, чтобы обмотка возбуждения двигателя питалась от нерегулируемого источника тока, а цепь якоря получала питание от источника тока с регулируемым напряжением. При изменении величины U можно получить любое количество характеристик, параллельных друг другу, т. е. регулировать частоту вращения двигателя в широких пределах. При наличии удобного и экономичного регулятора напряжения, данный способ будет наиболее экономичным.

Регулирование частоты вращения путем изменения величины магнитного потока в электродвигателе.

Для изменения величины магнитного потока необходимо ввести в цепь возбуждения сопротивление R в. При этом магнитный поток Ф обмотки возбуждения уменьшится, а значит увеличится частота вращения электродвигателя. Способ дает возможность экономично регулировать частоту вращения электродвигателя при значениях выше номинальных.

Так как М = kФIя, то при уменьшении магнитного потока возрастает ток в якоре. При значительном увеличении Iя обмотка якоря перегревается, а на коллекторе возникает искрение. В промышленных двигателях применяют степень регулирования данным способом не более 1: 4.

Предельное значение частоты вращения ограничено механической прочностью якоря и условиями коммутации коллектора электродвигателя.

Двигатели постоянного тока параллельного и независимого возбуждения применяются в качестве электропривода в машинах и механизмах, требующих жесткой характеристики и широких пределов регулирования частоты вращения (экскаваторы, подъемные машины и др.).

Регулирование частоты вращения двигателей перемен­ного тока может быть осуществлено за счет изменения частоты тока, числа пар полюсов, включения в цепь ро­тора дополнительных активных сопротивлений, введения в цепь ротора дополнительной э.д.с. Для электродви­гателей с короткозамкнутыми роторами возможности регулирования частоты вращения ограничены, так как из­менение частоты тока требует установки дополнительно­го оборудования, изменение числа пар полюсов требует выполнения специальной обмотки в статоре и пересоеди­нения ее в процессе эксплуатации, а включение дополнительных сопротивлений в цепь ротора выполнить не­возможно.

Практически нерегулируем и синхронный двигатель, а в электродвигателях с фазным ротором регулирование частоты вращения достигается за счет ввода в цепь ро­тора дополнительных активных сопротивлений. Данный способ неэкономичен, так как расходуется электроэнер­гия на нагрев реостата и уменьшается мощность на валу двигателя.