регуляторов переменного напряжения. На рис. 14.3 а показаны диаграм-
мы токов при синхронизации трех преобразователей переменного напряже-
ния и приведен суммарный ток, потребляемый из сети. Колебания амплиту-
ды суммарного тока, потребляемого из сети, не превышают амплитуду тока
одного регулятора. При независимой работе регуляторов скачки тока могли
бы достигать суммы токов трёх регуляторов. На рис. 14.3 б показана зави-
симость результирующего коэффициента мощности от глубины регулиро-
вания при независимой работе регуляторов, а на рис. 14.3 в при синхрони-
зированном управлении. Из сравнения рисунков видно, что достигается су-
щественный эффект [18].
Вопрос 23
Регуляторы скорости электродвигателяРегулятор скорости электродвигателя – вентилятора, насоса и т.д. —предназначен для включения и плавного или ступенчатого изменения параметров вращения одного однофазного мотора или нескольких, если общий потребляемый ими ток не превышает номинального тока регулятора. Подключается в цепь последовательно с двигателем. Тиристорные регуляторы Elicent (Италия) R10 и R15 (Б9717—Б9720) способны плавно регулировать нагрузки до 1 А и 1,5 А соответственно, при номинальном напряжении 220 В. Имеется возможность предустановки минимальной скорости и плавкий предохранитель. Конструктивно исполнены для скрытого или наружного монтажа. Размеры 110х80х42 и 138х80х42 мм, вес 0,5 кг. Используются только в домашних условиях (защита IP42). RVS и RVS1 от Elicent (Б9721, Б9722) — пятиступенчатые трансформаторные регуляторы (контроллеры). Защита IP42. Мощность RVS — 100Вт (0,5 А, 220 В), габаритные размеры 118х118х58, вес 0,5 кг. RVS1 — 300 Вт (1,5 А, 220 В), габариты 142х166х88, вес 1,5 кг. Электронные однофазные аппараты серии REB от Soler & Palau, Испания (Б9701, Б9702, Б9705 — Б9707) предназначены для включения и плавного регулирования скорости вращения электродвигателя Имеются возможности настройки минимальной скорости, включения ручкой регулирования, фильтрации индустриальных помех и плавкий предохранитель. Цифра в названии означает максимальное значение тока нагрузки, буква N – модификацию с коробом для наружного монтажа, NE — для внутреннего (заподлицо). Номинальное напряжение 220 В. Степень защиты IP44. Габариты REB-1 и REB-2.5 — 80х80х68 мм, REB-5N – 130х130х68 мм. В регуляторах RMB-1.5 и RMB-3.5 от Soler & Palau (Б9709, Б9710) используется для регулирования напряжения (и соответственно скорости) вентилятора 5-ступенчатый автотрансформатор. Они имеют «автоматическое положение – А», которое позволяет производить включение-отключение посредством внешнего сигнала 230 В от термостата, гигростата, и др. Степень защиты IP44. Польские DOSPEL (Б9713, Б9714) используются для плавной регулировки реостатом привода до 300 Вт (1,3 А, 220 В) — RN 300 для открытой проводки и RP 300 для скрытой. Есть возможность настройки минимальной скорости, плавкий предохранитель. Размеры: 80х80х50 мм. Выбор типа регулятора скорости вращения двигателя зависит, прежде всего, от вида и мощности вентилятора (насоса), необходимо учитывать пусковые токи, также играет роль место и способ монтажа прибора. Кроме того, все двигатели, подключаемые к любому типу регулятора, должны иметь встроенное реле защиты от перегрева, а возможность использования тиристорного (симисторного) регулятора специально оговаривается в паспорте агрегата.Надо также иметь в виду, что при ступенчатом переключении происходят, хотя и малозаметные, скачки напряжения-скорости. Зато при плавном регулировании любого типа имеет место дополнительный шум двигателя на малых оборотах.За более подробной информацией обратитесь к нашим техническим консультантам в торговых офисах.
Полупроводниковые преобразователи частоты
Частоту переменного тока можно изменять при помощи преобразователя, состоящего из последовательно соединенных выпрямителя и инвертора. При этом, используя управляемый выпрямитель, можно изменить не только частоту, но и величину выходного напряжения. Такого рода преобразователи частоты называются преобразователями с выраженным звеном постоянного тока и в них обычно используются рассмотренные выше выпрямительные и инверторные схемы (чаще всего мостовые однофазные и трехфазные). Преобразователи частоты с выраженным звеном постоянного тока можно легко приспособить для преобразования количества фаз, так как выходной инвертор, питаемый постоянным током, нетрудно изготовить с любым необходимым количеством фаз. Основной недостаток этих преобразователей заключается в том, что электроприемник в отношении реактивной мощности отрезан от источника питания. Поэтому в последнее время все большее внимание привлекают такие преобразователи частоты, которые не имеют выраженного звена постоянного тока. Они предназначены для питания переменным током стабилизированной частоты автономной электрической системы. Преобразователь получает энергию от бесконтактного синхронного генератора, работающего при переменной скорости вращения и выходной частоте. Подобные условия работы преобразователя частоты наиболее часты в транспортных средствах, где электрические устройства получают энергию от неэлектрического главного двигателя (например, двигателя внутреннего сгорания самолета, дизельного поезда или локомотива, оси колесной пары поезда и т. п.).Преобразователь частоты состоит из шести трехэлементных групп. Группы с общим катодом выпрямительных элементов работают в первом полупериоде выходного напряжения, а группы с общим анодом - во втором полупериоде. Преобразование частоты осуществляется путем изменения угла отпирания тиристоров. Например, в начале положительного полупериода выходного напряжения фазы А, когда напряжение в этой фазе должно иметь небольшую величину, задерживается отпирание соответствующих тиристоров группы +А. С постепенным и поочередным уменьшением угла задержки отпирания тиристоров группы +А выходное напряжение в фазе А возрастает. Аналогично работающий преобразователь частоты может быть использован также для регулирования скорости вращения синхронного двигателя. В частности, схема преобразователя частоты обеспечивает не только регулирование частоты и напряжения на зажимах двигателя, но и реверсирование его. Один из характерных образцов преобразователей этого вида мощностью 30 ква, рассчитанный на подключение к трехфазной сети напряжением 480 в и частотой 60 гц, обеспечивает регулирование частоты на выходе преобразователя от 0 до 5 гц при напряжении 220 в. Подобные системы с бесконтактным синхронным двигателем и статическим полупроводниковым преобразователем созданы в основном для работы в условиях, неблагоприятных для обычных систем привода (в космическом пространстве, при высоких температурах и радиоактивных излучениях).Рассмотренные преобразователи частоты используются, например, для привода системы ориентации коллекторов солнечных батарей на спутниках и космических ракетах, для привода устройств регулирования ядерных реакторов и для привода механизмов, работающих в условиях высоких температур.Полупроводниковые преобразователи частоты могут найти широкое применение и в обычных промышленных электроустановках. В первую очередь они могут быть использованы для регулирования скорости вращения асинхронных двигателей. Как известно, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в настоящее время является самым надежным, простым в эксплуатации и дешевым двигателем, не требующим особого ухода. Однако асинхронные двигатели в настоящее время используются главным образом в установках, в которых нет необходимости плавно регулировать скорость вращения. Это связано с тем, что для регулирования скорости вращения этих двигателей необходимо использовать преобразователь частоты. В то же время преобразователи частоты с ионными вентилями очень сложны и занимают много места. Поэтому в настоящее время для плавного регулирования скорости вращения станков на них обычно устанавливаются двигатели постоянного тока, хотя из-за наличия коллекторов они менее надежны в эксплуатации и требуют более тщательного ухода по сравнению с асинхронными двигателями. По мере развития полупроводниковых преобразователей частоты они в сочетании с асинхронными двигателями найдут широкое применение как в регулируемом приводе на стационарных промышленных установках, так и в электрической тяге.Бесколлекторные двигатели с полупроводниковыми коммутаторами, созданные на основе синхронных машин, или так называемые «вентильные двигатели», могут стать серьезными конкурентами двигателей постоянного тока с коллекторами. Эти двигатели начали развиваться в 20-х годах нашего столетия, когда появились управляемые ионные вентили (тиратроны). Разработка и исследования схем «вентильных двигателей» в СССР связаны с именами Беляева, Вегенера, Завалишина и Тихменьева; за границей ими занимались Керн, Марти, Александрсен, Вилий и др. Вторичная обмотка однофазного трансформатора через управляемые вентили питает трехфазную обмотку статора С тягового двигателя. Обмотка возбуждения, размещенная на роторе, включена в те ветви схемы, где проходит ток неизменного направления (постоянный ток). Обмотка ротора соединена с преобразователем через контактные кольца и щетки. Для управления элементами пользуются датчиком положения ротора и специальной системой управления, которая включает вентили в зависимости от угла поворота ротора.По сравнению с обычными тяговыми двигателями, питаемыми от полупроводниковых выпрямителей, бесколлекторные двигатели с полупроводниковыми коммутаторами имеют много преимуществ, так как для них отпадает необходимость в электромеханическом коллекторе, который зачастую является причиной серьезных аварий (коротких замыканий) при «круговом огне» на коллекторе. Кроме того, у бесколлекторного двигателя можно значительно увеличить скорость вращения и плотность тока в якоре, что дает возможность увеличить его мощность или уменьшить вес.
Принципиальная электрическая схема управления асинхронным двигателем с помощью нереверсивного магнитного пускателя приведена на рисунке 4. Защита от самопроизвольного включения при восстановлении исчезнувшего напряжения осуществляется с помощью замыкающих блок-контактов, включенных параллельно кнопке SB2 (пуск). Защиту асинхронного двигателя от перегрузок недопустимой продолжительности выполняет тепловое реле KK, размыкающий контакт которого включен последовательно в цепь управления пускателем. Защита цепи от коротких замыканий здесь осуществляется предохранителями FU1; FU2; FU3. Для снятия напряжения при замене перегоревших плавких вставок установлен рубильник Q.
Рисунок 4 – Схема управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с помощью магнитного пускателя и кнопочной станции
На рисунке 5 показана принципиальная электрическая схема управления асинхронным двигателем с двух мест с помощью двух кнопочных станций. Такая необходимость может возникнуть при управлении конвейером в длинных помещениях и в других случаях. Управлять асинхронным двигателем можно и с большего числа мест
Рисунок 5 – Схема управления электродвигателем с двух мест при наличии соответствующего количества кнопочных станций
Рисунок 6 – Схема управления асинхронным двигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя:
а — силовая цепь; б — цепь управления с электрической блокировкой контактами магнитного пускателя и контактами кнопочной станции; в — цепь управления с электрической блокировкой контактами магнитного пускателя
Реверсивные магнитные пускатели комплектуются из двух нереверсивных. Они снабжаются механической блокировкой, исключающей одновременное включение двух контакторов, в результате которого могло бы произойти короткое замыкание. Электрические блокировки для предотвращения одновременного включения двух контакторов осуществляются с помощью размыкающих контактов КM1 и КM2 (рисунок 6, б).
Аналогичные электрические блокировки осуществляются также размыкающими контактами трех кнопочных станций (рисунок 6, в). Пусковые элементы этих станций («вперед» и «назад») имеют по два механически связанных замыкающих и размыкающих контакта. При нажатии на кнопку первым отключается размыкающий контакт, а затем включается замыкающий.
