Frequentieregeling van een asynchrone motor

Momenteel wordt frequentieregeling van de hoeksnelheid van een elektrische aandrijving met een asynchrone motor veel gebruikt, omdat hiermee in een breed bereik de rotatiesnelheid van de rotor zowel boven als onder de nominale waarde soepel kan worden gewijzigd.

Frequentieomvormers zijn moderne, hoogtechnologische apparaten met een groot instelbereik en een uitgebreide set functies voor het aansturen van asynchrone motoren. De hoogste kwaliteit en betrouwbaarheid maken het mogelijk om ze in verschillende industrieën te gebruiken voor het aansturen van aandrijvingen van pompen, ventilatoren, transportbanden, etc.

Frequentieomvormers voor voedingsspanning zijn onderverdeeld in eenfasige en driefasige, maar qua ontwerp in roterende en statische elektrische machines. In elektrische machineomvormers wordt de variabele frequentie verkregen door conventionele of speciale elektrische machines te gebruiken. V statische frequentieomvormers de verandering in de frequentie van de voedingsstroom wordt bereikt door het gebruik van elektrische elementen die geen beweging hebben.

Frequentieomvormercircuit van een inductiemotor

Uitgangssignaal van de frequentieomvormer

Frequentieomvormers voor enkelfasig net kunnen productieapparatuur elektrisch aandrijven met een vermogen tot 7,5 kW. Een kenmerk van het ontwerp van moderne eenfasige omvormers is dat er aan de ingang één fase is met een spanning van 220V en aan de uitgang drie fasen met dezelfde spanningswaarde, waardoor driefasige elektromotoren kunnen worden aangesloten op een apparaat zonder gebruik van condensatoren.

Frequentieomvormers aangedreven door een driefasig netwerk van 380 V zijn verkrijgbaar in het vermogensbereik van 0,75 tot 630 kW. Afhankelijk van de vermogenswaarde worden apparaten geproduceerd in gecombineerde polymeer en metalen behuizingen.

De meest populaire besturingsstrategie voor inductiemotoren is vectorbesturing. Momenteel implementeren de meeste frequentieomvormers vectorbesturing of zelfs sensorloze vectorbesturing (deze trend is te vinden bij frequentieomvormers die oorspronkelijk scalaire besturing implementeren en geen aansluitingen hebben voor het aansluiten van een snelheidssensor).

Afhankelijk van het type uitgangsbelasting zijn frequentieomvormers onderverdeeld volgens het type implementatie:

• voor pomp- en ventilatoraandrijvingen;

• voor algemene industriële elektrische voortstuwing;

• werkt als onderdeel van elektromotoren die werken met overbelasting.

Mechanische kenmerken van typische belastingen

Moderne frequentieomvormers hebben een diverse reeks functionele kenmerken, ze hebben bijvoorbeeld handmatige en automatische regeling van de snelheid en draairichting van de motor, evenals ingebouwde potentiometer op het bedieningspaneel.Begaafd met de mogelijkheid om het uitgangsfrequentiebereik aan te passen van 0 tot 800 Hz.

Converters kunnen een asynchrone motor automatisch besturen op basis van signalen van perifere sensoren en een elektrische aandrijving aansturen volgens een bepaald timingalgoritme. Ondersteuning van automatische herstelfuncties bij kortstondige stroomuitval. Voer tijdelijke controle uit vanaf een console op afstand en bescherm elektromotoren tegen overbelasting.

De relatie tussen de hoeksnelheid van rotatie en de frequentie van de voedingsstroom volgt uit Vgl

ωo = 2πe1/ p

Met een constante voedingsspanning U1 en een verandering in frequentie verandert de magnetische flux van de inductiemotor. Tegelijkertijd is het voor een beter gebruik van het magnetische systeem, met een verlaging van de voedingsfrequentie, noodzakelijk om de spanning proportioneel te verlagen, anders zullen de magnetiseringsstroom en verliezen in het staal aanzienlijk toenemen.

Evenzo, als de voedingsfrequentie toeneemt, moet de spanning evenredig toenemen om de magnetische flux constant te houden, omdat dit anders (met een constant askoppel) de rotorstroom zal verhogen, overbelasting van de wikkelingen door stroom en het maximale koppel zal verminderen.

De wet op de rationele spanningsregeling hangt af van de aard van het weerstandsmoment.

Bij een constant moment van statische belasting (Ms = const), moet de spanning worden geregeld in verhouding tot de frequentie U1 / f1 = const. Voor de aard van de ventilatorbelasting heeft de verhouding de vorm U1 / f21 = const.

Bij belastingskoppel omgekeerd evenredig met toerental U1 /√f1 = const.

De onderstaande figuren tonen een vereenvoudigd aansluitschema en mechanische kenmerken van een inductiemotor met frequentieregeling van hoeksnelheid.

Aansluitschema van een frequentieomvormer op een asynchrone motor

Kenmerken voor een belasting met een constant statisch weerstandsmoment

NSFuncties voor het opladen van de ventilator

Karakteristieken onder statische belasting koppel omgekeerd evenredig met de hoeksnelheid van rotatie

Frequentieregeling van de snelheid van een asynchrone motor stelt u in staat om de hoeksnelheid van de rotatie te wijzigen in het bereik - 20 … 30 tot 1. Regeling van de snelheid van een asynchrone motor vanaf de hoofdmotor wordt praktisch tot nul uitgevoerd.

Wanneer de frequentie van het voedingsnetwerk verandert, hangt de bovengrens van het toerental van een asynchrone motor af van zijn mechanische eigenschappen, vooral omdat bij frequenties boven de nominale asynchrone motor met betere energiekarakteristieken werkt dan bij lagere frequenties. Daarom, als een versnellingsbak wordt gebruikt in het aandrijfsysteem, moet deze frequentieregeling van de motor niet alleen naar beneden worden uitgevoerd, maar ook omhoog vanaf het nominale punt, tot aan de maximaal toegestane rotatiesnelheid onder de voorwaarden van de mechanische sterkte van de rotor.

Wanneer het motortoerental stijgt tot boven de waarde die in het paspoort is aangegeven, mag de frequentie van de krachtbron de nominale frequentie niet meer dan 1,5 - 2 keer overschrijden.

De frequentiemethode is het meest veelbelovend voor de regulering van een inductiemotor met een eekhoornrotor. Vermogensverliezen bij een dergelijke regeling zijn klein, omdat ze niet gepaard gaan met een toename van het vermogen uitglijden… De resulterende mechanische eigenschappen zijn zeer stijf.