В схеме рис.8.1.1 б) к фазам обмотки ротора подключены секционированные активные сопротивления R1 и R2. Для регулирования сопротивления используется тиристорный коммутатор, а также коммутационный аппарат для закорачивания обмотки.
Две указанные схемы используются в основном для пуска двигателей при нагрузках с большим моментом инерции. Регулирование частоты вращения возможно, но связано с большими потерями энергии в дополнительных сопротивлениях. Поэтому регулирование частоты в таких схемах обычно экономически не оправдано.
Схема рис.8.1.1 в) предназначена для регулирования частоты вращения двигателя. В ней при пусках двигателя и при регулировании частоты вращения энергия, передаваемая из статора в ротор далее передается не в активные сопротивления, а в питающую электросеть через диодный выпрямитель В, тиристорный инвертор И и трансформатор Тр. Выпрямитель и инвертор представляют собой преобразователь частоты, который при соответствующем управлении заменяет активное сопротивление в цепи ротора.
Через диодный выпрямитель в схеме рис.8.1.1 в) возможна передача энергии только в одном направлении – от ротора в цепь выпрямленного напряжения. Это ограничивает функциональные возможности системы. В частности, регулирование частоты вращения ротора возможно только в сторону меньших значений относительно синхронной скорости. Диапазон регулирования в первом приближении определяется соотношением мощности преобразователя частоты Pпр и двигателя Pдв
,
где ωмин – минимальная скорость вращения, ω0 – синхронная скорость вращения.
Таким образом, в схеме рис.8.1.1 в) преобразователь частоты и трансформатор выполняются на частичную мощность двигателя, но вследствие этого ограничивается диапазон регулирования скорости вращения ротора.
Если в схеме рис.8.1.1 в) диодный выпрямитель заменить управляемым преобразователем, то можно обеспечить передачу энергии из питающей электросети в ротор через преобразователь частоты. В этом случае появляется возможность регулирования частоты вращения ротора относительно синхронной скорости не только вниз, но и вверх
.
Следует отметить, что асинхронные двигатели с фазным ротором относят к широкому классу машин двойного питания (со стороны статора и ротора).
Недостаток рассмотренных вариантов асинхронных машин с фазным ротором заключается в наличии контактных колец (рассчитанных на большие токи и напряжения), в увеличении длины вала, в необходимости дополнительного обслуживания.
Однако существуют бесконтактные машины двойного питания. В одном из вариантов их исполнения на статоре размещаются две трехфазные обмотки с различными шагами по пазам. Одна обмотка взаимодействует с одной гармонической составляющей магнитного поля машины, другая обмотка взаимодействует с другой гармонической составляющей, имеющей другую частоту токов и напряжений. В целом эту систему можно представить в виде двух электрических машин с общим ротором. Одна из этих машин подключается к электросети непосредственно и выполняется на полную мощность нагрузки, другая выполняется на частичную мощность и подключается к сети через преобразователь частоты и трансформатор, рассчитанные также на частичную мощность. В одном корпусе размещаются машины большей суммарной мощности – это приводит к ухудшению массогабаритных характеристик двигателя.
Другая особенность бесконтактных машин двойного питания заключается в том, что они выполняются на номинальные частоты вращения двигателя 1000 об/мин и ниже. Это обусловлено тем, что обмотки статора могут быть выполнены с разными шагами только в том случае, если они имеют разное число полюсов.
Во многих случаях в электроприводах используются электрические машины специального исполнения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.