Асинхронды қозғалтқышты кернеуін өзгертумен басқару

Статор кернеуінің ө згеруі асинхронды қ озғ алтқ ыштың критикалық иін кү шінің М_кр ө згеруіне ә келеді, оның мә нін орын басу сұ лбасы негізінде анық тауғ а болады:

М_к = 3k²_sU²_s/2W_sx_s, (3.28)

мұ нда W _s - ө рістің бұ рыштық айналу жылдамдығ ы.

Бұ л жағ дайды қ озғ алтқ ыштың айналу жиілігін басқ ару ү шін қ олдануғ а болады, егер де критикалық сырғ у мә ні

S_k = R₁/x_s(3.29)

салыстырмалы тү рде ү лкен немесе фазалы роторы бар қ озғ алтқ ышты қ олданғ ан жағ дайда ротор тізбегіндегі қ осымша кедергілердің кө мегімен жеткілікті ү лкен болып жасалынғ ан. 3.31-суретте осы басқ арудың принциптік сұ лбасы жә не S_к=1 кезінде ω _S/ω ₀=f(M/M_H) сипаттамасы кө рсетілген. Айналу жиілігін басқ ару ө рісті ә лсіретуге негізделгендіктен, қ озғ алтқ ыш тек азайтылғ ан иін кү шімен тө менгі айналу жиілігінде ғ ана жұ мыс істейді.

Айналу жиілігін реттеу кезінде ротор тізбегінде, басым бө лігі қ осымша кедергілерде шығ ындар орын алады, мұ ның ө зі электр жетегінің кө птеген қ олданылуы ү шін жайсыз болады. Осыдан қ орытқ анда, статор кернеуін басқ ару бірқ атар жағ дайларда жү к кө теруші электр жетегі ү шін қ олданылады, мұ нда ү зікті ток режимі жұ мысы салдарынан шығ ындар салыстырмалы тү рде кө п емес, немесе желдеткіш жетектері ү шін, мұ нда кедергі иін кү ші тө менгі айналу жиіліктері кезінде тіпті аз болады. Қ арастырылғ ан басқ аруды қ олдану саласы осы уақ ытта аз ғ ана қ уаттармен (P< 50 кВт) шектеледі. Кү штік тү рлендіргіштер ретінде айнымалы токтың толық жә не жартылай басқ арылатын вентильді коммутаторлары қ олданылады.

Статор кернеуі тиристорлар кө мегімен желі кернеуінің бір бө лігін „кесіп тастау” жолымен басқ арылады. Осының салдарынан жоғ арыланғ ан жылу жә не магниттік шығ ындарды тудыратын статор кернеуі мен тогының жоғ ары гармоникасы, сонымен бірге иін кү ш гармоникалары пайда болады. Мұ ндай басқ арудың орнына статорды желіге периодты қ осу жолымен айналу жиілігін реттеуді қ амтамасыз ететін релелі ажыратып-қ осқ ыш ретінде қ ызмет ететін тиристорлы қ ұ рылғ ыны қ олдану мү мкін (екі позициялық реттеу). Соң ғ ы тә сілді жү зеге асырудың келесі қ индық тары бар:

- қ озғ алтқ ышты периодты ажыратып-қ осу машина мен редукторда ү лкен ә рі жиі рұ қ сат етілмейтін механикалық жү ктемелерді пайда қ ылады;

- есептеулер кө рсеткендей, критикалық иін кү шінің ү ш - тө рт есе мә ні орын алады;

- қ озғ алтқ ышты келесі қ осу уақ ытында рұ қ сат етілмеген электрлік жү ктемелер болмас ү шін, алдындағ ы ажыратудан пайда болғ ан ө тпелі процестер толығ ымен бітуі керек;

- қ осу жә не ажырату арасындағ ы ү зіліс ү ш ротордың электр магниттік уақ ыт тұ рақ тысына жуық мә ні, кә дімгі механикалық инерциялығ ы мен жү ктемесі бар қ озғ алтқ ыштың айналу жиілігін шектен тыс ү лкен тербелістерге ә келеді.

3.31-сурет.

Аталғ ан қ иындық тарғ а байланысты асинхронды қ озғ алтқ ыштың айналу жиілігін релелік реттеу қ олданылмайды. Бірақ, ротордың кедергісі ү лкен қ озғ алтқ ыштар ү шін, мысалы қ озғ алтқ ыштың электр магниттік жә не механикалық инерциялылығ ының арасындағ ы арақ атынасты жақ сартуғ а мү мкін болатын тү йіспелі сақ иналары мен қ осымша кедергілері бар қ озғ алтқ ыштар ү шін аталғ ан басқ ару принципін жү зеге асыру мү мкін болады. Релелік басқ ару сызық тық қ озғ алтқ ыштар ү шін қ олданылады, ө йткені олар механизммен қ атаң, редукторсыз жалғ анғ ан жә не электр магниттік жә не механикалық уақ ыт тұ рақ тылары арасындағ ы арақ атынасты шарттайтын жұ мсақ сипаттамасы болады. Қ озғ алтқ ышты таң дау кезінде ажыратып қ осу кезінде пайда болатын кү штер есепке алыну керек.

Қ озғ алтқ ыш пен тү рлендіргіштің шамаларын таң дау. Статор кернеуін басқ ару кезінде қ озғ алтқ ыштың қ ызуын есептеу кө птеген ә сер етуші факторларғ а байланысты біршама қ иындық тар тудырады. Есепке келесі факторлар алынады:

а) ө зін желдететін қ озғ алтқ ыштардың жылу берілісі айналу жиілігіне (сырғ уғ а) тә уелді. Сырғ у ө скен сайын рұ қ сат етілген шығ ын қ уаты тө мендейді. Қ уаты P< 50 кВт асинхронды қ озғ алтқ ыштар ү шін шамалап жазуғ а болады:

P_Vz /P_Vн = 0, 6(1+S_н – S) +0, 4, (3.30)

мұ нда: P_Vн –S_н сырғ уы кезіндегі нақ ты шығ ын қ уаты

P_Vz - S сырғ уы кезіндегі рұ қ сат етілген шығ ын қ уаты

б) кедергі иін кү шінің айналу жиілігіне тә уелділігі кө птеген іс жү зіндегі жағ дайларды қ амтиды.

M_w = CW ⁿ, n = 0; 1; 2 (3.31)

в) статор кернеуінің синусоидалығ ын қ амтамасыз ететін реттегіш трансформатордың кө мегімен кернеуді басқ ару кезінде қ озғ алтқ ыштағ ы жылулық жә не магниттік шығ ындар сырғ уғ а жә не жү ктемеге тә уелді. Сырғ у функциясындағ ы максималды рұ қ сат етілген иін кү шін анық тауғ а ың ғ айлы қ алыпты шектік М-S сипаттамасын есептеуге болады (0 сипаттамасы, 1.32 б-суреті).

г) тиристорлы коммутатормен басқ ару кезінде жоғ арылағ ан қ ызу шығ ындарына ә келетін кернеу мен токтың біршама гармоникалары байқ алады. Бұ л шығ ындарды есептеу қ иын. Тә жірибелік есептеулер кезінде қ озғ алтқ ыштың қ уатын алдын-ала анық тау априорлы берілгендері негізінде жү зеге асырылады, яғ ни максималды қ уат шығ ынын шамалап бағ алау жолымен орындалады. Бұ дан кейін қ алыпты жү ктемелік сипаттама тұ рғ ызылады. Егер тұ рғ ызылғ ан сипаттама шектік сипаттаманың сол жағ ында жатса, қ озғ алтқ ыш қ ызуы бойынша дұ рыс таң дап алынады. Кейбір механизмдердің жылдамдығ ын реттеу қ ажеттілігі кезінде электр жетегінің тү рі реттеудің жұ мсақ тығ ы мен ауқ ымына қ ойылатын талабымен анық талады. Салыстырмалы аз қ уатты электр жетектері ү шін (40-60 кВт), жылдамдық ты сатылап реттеуді талап ететін, мысалы, пластиналы қ оректендіргіштер ү шін, жылдамдығ ын статор орамасының полюстер жұ бының санын ө згертумен реттейтін асинхронды қ ысқ а тұ йық талғ ан кө п жылдамдық ты қ озғ алтқ ыштарды қ олдануғ а болады. Жылдамдық ты жұ мсақ реттеу ү шін каскадты реттеуі бар асинхронды электр жетегін қ олдануғ а болады.

Асинхронды қ ысқ а тұ йық талғ ан қ озғ алтқ ыштары мен аралық муфталары бар электр жетектерінде жү ктемелерді тең естіру муфтаның сырғ уын ө згертумен, гидравликалық муфтада - муфтаның кө лемін толтырумен ө згерту, электр магниттік сырғ у муфтасында индуктордың қ оздыру тогын ө згертумен мү мкін болады.