Асинхронды қозғалтқыштың айналу жылдамдығын реттеу

Қ ысқ а тұ йық талғ ан роторы бар машинаның айналу жиілігін реттеу дискретті (2: 1, 3: 2, 3: 1 жә не т.б.) тү рде полюстер жұ бының санын ауыстыру арқ ылы келесі арақ атынас негізінде орындалады:

(3.23)

мұ нда: n – машинаның айналу жылдамдығ ы;

f – желі кернеуінің жиілігі;

р –полюстер жұ бының саны.

Қ ысқ а тұ йық талғ ан роторы бар машинаның статор орамасы секция болып бө лінген, шығ ыстары (басы жә не соң ы) қ ысқ ыштар қ орабшасында орналасқ ан жә не басқ ару жү йесінің релелі - тү йіспелі бө лігімен коммутацияланады.

Жылдамдық ты реттеу принципін тү сіндіру ү шін статордың сегіз ойығ ында орналасқ ан статор орамасы бір фазасының бө лек бө ліктерінің ауыстырып қ осу тү рлерін қ арастырайық (3.11-3.13 сурет).

3.11, 3.12, 3.13 суреттерде ү ш фазалы статор орамасының принциптік қ осылу сұ лбалары келтірілген. Полюстер саны жә не тү рі (S, N) статордың басқ а кө рші ойық тарына қ олданылғ ан бұ рауыш ережесі бойынша анық талады. Жылдамдық ты реттеу тү рінің критерийі фазалық кернеу мә нінің осы кернеуге қ осылғ ан статор орамасының орам санына қ атынасы болады. Бұ л критерийді қ олдана отырып, ауыстырып қ осу кезінде қ уат тұ рақ ты P= const кезінде жылдамдық ты реттеу орын алады. Механикалық сипаттамалары 3.14 суретте кө рсетілген. Иін кү ші M = const тұ рақ ты кезінде жылдамдық ты реттеу ауыстырып қ осу кезінде орын алады (3.25 сурет). Механикалық сипаттамалары 3.14-суретте кө рсетілген. Полюстер жұ бының аз санынан кө біне ауыстырғ ан кезде қ озғ алтқ ыш рекуперативті тежеу режимінде тежелетінін атап ө ту керек.

Полюстер жұ бының санын ауыстырудың кө птеген ә ртү рлі сұ лбалары бар. Орамадағ ы кернеуді ө згерту қ ажеттілігі кезінде орамаларды ү шбұ рыш, екі ү шбұ рыш, жұ лдызша-ү шбұ рыш етіп қ осуды қ олданады. Реттеудің бұ л тү рі станок жасауда, жү к кө теру техникасында (лифт) жә не басқ а салаларда кең қ олданылады.

Кө пжылдамдық ты электр қ озғ алтқ ышын дайындаудағ ы ең бек сыйымдылығ ы кә дімгі машинамен салыстырғ анда секцияланғ ан ораманы орындау есебінен ө седі.

Машинаның симметриялы емес жұ мыс режимі арасында іс жү зінде кездесетін симметриялы емес қ оректендіру кернеуі (статор тізбегі) жә не симметриялы емес ротор тізбегі (кедергілерді қ осу) талдауғ а жатады.

Симметриялы емес ү ш фазалы кернеу жү йесі екі симметриялы ү ш фазалы жү йеге - тура жә не керіге бө лінеді.

Тура кернеу жү йесінде векторлардың ілесу реті негізгі жү йемен бірдей, кері кернеу жү йесінде – фазалардың кері ілесу реті болады. Машинада екі магнит қ озғ аушы кү ші жә не сә йкес бағ ытта айналатын иін кү штері пайда болады деп есептелінеді. Қ озғ алтқ ыш білігіндегі нә тижелік иін кү ш екі иін кү штің алгебралық қ осындысына тең болады. Кернеудің тура жә не кері қ ұ раушылары келесі арақ атынастармен анық талады:

(3.24)

мұ нда - симметриялы емес жү йенің фазалық кернеуі;

a – бірліктік вектор, 0, 5+j× 0, 866 мә ніне тең.

Табылғ ан фазалық кернеулердің симметриялық қ ұ раушылар мә ндері бойынша сә йкес критикалық иін кү штер мә нін анық тауғ а болады.

(3.25)

Тура M_тура жә не кері M_кері тізбектілік иін кү штері ү шін:

(3.26)

(3.27)

Қ озғ алтқ ыш иін кү ші M_тура жә не M_кері иін кү штерінің қ осындысымен анық талады. 3.26-суретте симметриялы емес қ оректендіру кернеуі кезіндегі қ озғ алтқ ыштың механикалық сипаттамалары кө рсетілген – жү ктеме кезінде қ озғ алтқ ыштың жылдамдығ ымен бірге машинаның іске қ осу иін кү ші де азаяды. Ротор тізбегіне біршама активті кедергіні енгізумен тө мен жылдамдығ ы бар сенімді тежемелі іске қ осуды қ амтамасыз ететін сипаттамаларды алуғ а болады (3.26-сурет).

Қ озғ алтқ ыштың бір фазалы режимі - фазалардың бірінің сақ тандырғ ышы кү йіп кеткен кезде орын алады, бұ л кезде қ оректендіру кернеуінің ү шбұ рышы тү зу сызық қ а айналуы симметриялы емес статор кернеуінің шектік режимі болады, сонымен бірге ө з еркімен кері айналу жә не сипаттаманың ү лкен ең істігінің мү мкіндігі - қ арсы қ осумен тежеу кемшіліктерін шеттету ү шін қ олданылады.

Бір фазалы екпінді магнитік ө ріс қ арама-қ арсы бағ ытта синхронды жылдамдық пен айналатын екі симметриялы ө ріске бө лінеді. Машинада бір білікке жұ мыс істейтін екі ү ш фазалы асинхронды қ озғ алтқ ыш бар деп кө рсетуге болады жә не олардың нә тижелік иін кү ші екі қ озғ алтқ ыштың иін кү штерінің алгебралық қ осындысына тең болады. Роторда қ осымша кедергісі жоқ бір фазалы қ осылу кезіндегі асинхронды қ озғ алтқ ыштың механикалық сипаттамалары 3.27-суретте келтірілген. Механикалық сипаттамалардың талдауы кө рсеткендей, бір фазалы қ осылу кезінде (S=1) іске қ осу иін кү ші нолге тең жә не қ озғ алтқ ыш жү ріп кете алмай, қ ысқ а тұ йық талу режимінде қ алады, осының салдарынан қ озғ алтқ ыш қ ызады. Егер машина М₁ иін кү ші бар жұ мысы кезінде сақ тандырғ ыш кү йіп кетсе, онда қ озғ алтқ ыш ө з жылдамдығ ын 1-2 нү ктелеріне сә йкес тө мендетеді.

Ротор тізбегінде біршама қ осымша кедергі болғ анда, бір фазалы қ осылу кезінде асинхронды қ озғ алтқ ыштың механикалық сипаттамалары 3.27-суретте кө рсетілген.

Бір фазалы қ осылу кезінде алынғ ан тежеу сипаттамасы тұ рақ ты ток қ озғ алтқ ыштарының сипаттамаларына орын береді, бірақ кө теру машиналарының жетектері толығ ымен қ анағ аттандырылады жә не бұ л тежеу тү рі кең қ олданыс табады.

Машинаның бір фазалы қ осылуы жарық тандыру желісі бар тұ рмыста да қ олданылады, бірақ асинхронды қ озғ алтқ ышты қ осу оның 20% қ уатын кемітеді. Бұ л кезде іске қ осу иін кү шін тудыру ү шін, статордың бір фазасына машина жү ріп кеткеннен кейін тұ йық тайтын коденсатор қ осады.

Машинаның ротор тізбегіне симметриялы емес кедергілерді қ осу (3.26-сурет) кедергілердің шектелген саны кезінде жасанды сипаттамалардың санын кө бейту ү шін қ олданылады.

Ротор тізбегінің бө лек фазаларының кедергілері ө зара тең болмауы салдарынан оның фазаларындағ ы токтар бірдей болмайды. Ротор тогының симметриялы емес жү йесін тура жә не кері реттілікті симметриялық қ ұ раушыларына бө луге болады. Нолдік реттілікті токтар ротор тізбегінде болмайды.

Бұ л шарттар бойынша қ озғ алтқ ышта екі айналушы магнит ө рісі пайда болады. Біріншісі статор тогынның магнит қ озғ аушы кү шімен (м.қ.к) жә не ротордың тура реттілікті токтарымен, екіншісі - кері реттілікті ротор тогының м.қ.к - мен жә не ротордың кері реттілікті ағ ынымен статор орамасында индукцияланатын жиілігі f болатын статор токтарымен пайда болады. Механикалық сипаттамалары 1.11-суретте кө рсетілген. Механикалық сипаттамаларының ерекшелігі ротор тізбегінің балама кедергісінің мә німен анық талатын жарты синхронды жылдамдық та иін кү шінің тө мен тү сіп кетуі болады. Бұ дан басқ а, ағ ындар мен токтардың кері реттілігінің болуы болат пен мыстағ ы шығ ындарды кө бейтеді жә не машинаның қ ызуын ө сіреді.