Ответы на экзаменационные вопросы № 1-57 по дисциплине "Электропривод" (Электропривод, структурная схема, составные части. Расчет мощности и выбор типа двигателя), страница 19

Таким образом, при переключении «звезда – двойная звезда» мощность на валу увеличивается в два раза, а развиваемый момент остается   неизменным – рис. 4.

Рис. 4

При переключении «треугольник – двойная звезда» (обозначим , рис. 5) скорость холостого хода увеличивается в два раза .

Рис. 5

Рассмотрим изменение номинальной мощности на валу АД при переключении полуобмоток:

                           ,
     ,
откуда

                                      .

Таким образом, при переключении «треугольник – двойная звезда» номинальная мощность остается практически неизменной , а развиваемый момент уменьшается в два раза

                                      ,
                           .

Механические характеристики варианта «треугольник – двойная звезда» приведены на рис. 6.

Рис. 6

Данный способ регулирования скорости может обеспечить ряд скоростей
1:2:3:4:6:8, причем верхнее значение синхронной скорости  об/мин остается неизменным (при  Гц,  ).

Оценим основные показатели рассматриваемого способа.

1. Диапазон регулирования скорости D=(6 - 8). Увеличивать его не целесообразно, так как уменьшение нижней синхронной скорости ниже 3000/8=375 об/мин приводит к значительному увеличению габаритов двигателя. Отметим, что АД с числом скоростей более 4 обычно не строят.

2. Изменение скорости – ступенчатое.

3. Механические характеристики остаются жесткими.

4. Экономичный способ регулирования, так как не сопровождается увеличением потерь в роторе.

5. Направление регулирования для данного способа является условным и зависит от того, при каком числе пар полюсов скорость принята за номинальную.

Данный способ используется в некоторых приводах металлорежущих станках с целью уменьшения количества механических передач, а также вентиляторов и насосов.

41. Вопрос

Рекуперативное торможение (генератор параллельно с сетью)

Имеет место, когда скорость ротора превышает скорость холостого хода . На практике этот режим встречается в основном при переходе с высокой скорости на низкую, например, при изменении числа пар полюсов.

Рис.

Так, при переключении полуобмоток статора с двойной звезды на одинарную рабочая точка на механической характеристике перемещается из положения a в b и затем в точку d. Участок bc соответствует рекупертивному торможению. При этом механическая мощность от рабочей машины преобразуется в электромагнитную  и за вычетом потерь на скольжение и на нагрев статора возвращается в сеть.

Этот же вид торможения может быть реализован в приводе с частотным регулированием. Для этого осуществляется уменьшение частоты выходного напряжения преобразователя частоты, и, следовательно, скорости холостого хода . Из-за механической инерционности скорость АД будет уменьшаться медленнее, чем синхронная скорость поля статора, и будет ее превышать. За счет последнего и возникает режим рекуперативного торможения. Отметим, что сам преобразователь частоты должен быть способен передавать энергию от двигателя в сеть.

Рекуперативное торможение также может иметь место, если к валу АД приложен внешний вращающий момент, совпадающий по направлению с направлением вращения вала и разгоняющий двигатель до скорости выше синхронной (например, спуск тяжелого груза).

Торможение противовключением (генератор последовательно с сетью)

Осуществляется переменой местами любых двух линейных проводов, соединяющих трехфазную сеть со статором машины. При этом порядок чередования токов в коммутируемых фазах изменяется на обратный, что, в свою очередь, приводит к изменению направления вращения поля статора и созданию тормозного момента.

Пусть асинхронный двигатель работал на характеристике 1 () со скоростью  в точке а (рис. ). При переключении на напряжение  рабочая точка переходит на характеристику 2 в точку b.  Ротор некоторое время будет продолжать вращаться в прежнем направлении, постепенно снижая скорость (участок bc – торможение противовключением). Если в точке с двигатель отключить от сети, то произойдет его быстрая остановка. В противном случае двигатель перейдет в режим установившегося движения в точке d со скоростью (), т. е. произойдет изменение (реверсирование) направления вращения.