Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
159
вателями (рис. 3.13) имеют более низкую стоимость, чем система генератор — двигатель, требуют меньшей площади производственною помещения, у них более высокий КПД и практически безынерционное управление. Основной недостаток тиристорних преобразователей — низкий коэффициент мощности, снижающийся при глубоком регулировании примерно пропор-
Сеть синфазная с сплоВой се/лью
380В 50 Гц ~38QB 380В, 50, 50Гц
Рис. 3.13. Реверсивный электропривод постоянного тока по системе тиристор-иый преобразователь — двигатель
ционально уменьшению частоты вращения, сложность реверсирования и рекуперации энергии.
Асинхронный двигатель. Из формул (3.27) и (3.28) следует, что частота вращения асинхронного двигателя
(o = uj0(I- s) = -^-(1— s). (3.54)
P
Частоту вращения асинхронных двигателей можно регулировать двумя способами:
160
1) регулированием частоты вращения магнитного поля
2яП
(3.55)
р
достигаемым либо изменением частоты /ь либо изменением числа пар полюсов р двигателя; 2) изменением скольжения двигателя s при со0 = const. В первом случае КПД двигателя остается высоким, а во втором случае КПД снижается тем больше, чем больше скольжение, так как мощность скольжения теряется в цепи ротора двигателя.
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей по первому способу требует применения источников питания с регулируехмой частотой тока (синхронные генераторы с переменной частотой вращения, полупроводниковые преобразователи частоты и др.). Этот способ регулирования применяют в установках для бурения (электробуры), для привода быстроходных станков и др. С развитием полупроводниковых преобразователей все более перспективным становится индивидуальное частотное регулирование частоты вращения двигателей.
Если пренебречь относительно небольшим падением напряжения в цепи статора двигателя, то
где Wi и kwX — число витков и обмоточный коэффициент обмотки статора двигателя.
Существенное изменение потока Ф при регулировании частоты вращения нежелательно, так как увеличение Ф против номинального вызывает увеличение насыщения магнитной цепи, а уменьшение Ф вызывает недоиспользование двигателя, уменьшение максимального момента и увеличение тока ротора при том же значении момента. Поэтому, если необходимо сохранить неизменным максимальный момент двигателя, целесообразно поддерживать Ф = const. При этом из соотношения (3.56) следует, что одновременно с регулированием частоты пропорционально ей необходимо изменять также напряжение, т. е. поддерживать
Отступление от этого правила целесообразно только в том случае, когда момент статического сопротивления быстро уменьшается с уменьшением частоты вращения (например, приводы центробежных насосов и нагнетателей). При этом более быстрое уменьшение напряжения по сравнению с частотой улучшает энергетические показатели двигателя, и в то же время уменьшение максимального момента, с точки зрения перегрузочной способности, не опасно. К достоинствам частотного регулиро-
6 Заказ Wi 2719 16'
U
(3.56)
—L = const.
(3.57)
вания относятся большой диапазон (10—12) и плавность регулирования. Недостатком частотного регулирования является относительная громоздкость и высокая стоимость преобразовательной установки.
Регулирование частоты вращения изменением числа пар полюсов используют только для короткозамкнутых двигателей, так как при этом требуется изменять число пар полюсов только обмотки статора. Для изменения числа пар полюсов двигателя обычно обмотку пересоединяют так, чтобы направление тока в половине катушек каждой фазы изменилось на обратное. С этой целью обмотку каждой фазы переключают с последовательного на параллельное соединение, в результате чего число полюсов вдвое уменьшается, а синхронная частота вращения увеличивается в 2 раза. Практически пересоединение осуществляют переключением со звезды на двойную звезду или с треугольника на двойную звезду.
Двигатели с изменением числа пар полюсов называются многоскоростными. Обычно они выпускаются на 2, 3 или 4 частоты вращения, причем двухскоростные двигатели изготовляются с одной обмоткой на статоре и с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1, трехскоростные двигатели — с двумя обмотками на статоре, из которых одна выполняется с переключением пар числа полюсов в отношении 2:1, четырехскоро-стные двигатели — с двумя обмотками на статоре, каждая из которых выполняется с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1.
Изменение числа пар полюсов — экономичный и широко применяемый способ регулирования частоты вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей. Его недостаток — ступенчатый характер изменения частоты вращения и ограниченный диапазон регулирования. Масса и стоимость многоскоростных двигателей несколько больше, чем односкоростных асинхронных двигателей такой же мощности.
Для асинхронных короткозамкнутых двигателей возможно также регулирование частоты вращения уменьшением питающего напряжения или периодическим включением двигателя в сеть и отключением его от сети (импульсное регулирование скорости). Однако в связи с пониженными энергетическими показателями эти способы регулирования применяются только для двигателей очень малой мощности.
