Формула частоты вращения асинхронного двигателя имеет вид
n = 60f (1 – s) / р,
где:
n – частота вращения, об/мин;
f – частота тока питающей сети;
s – скольжение ротора (относительное отставание ротора от магнитного поля обмотки статора);
р – число пар полюсов.
Из формулы следует, что регулировать скорость асинхронного двигателя можно тремя способами:
1. изменением частоты тока питающей сети;
2. изменением скольжения;
3. изменением числа пар полюсов.
Кроме того, существует 4-й способ – изменением напряжения на обмотке статора.
Коротко объясним особенности каждого способа регулирования
Регулирование скорости изменением частота тока питающей сети – плавное. Оно требует применения громоздких и дорогих тиристорных преобразователей частоты. На судах этот способ нашел ограниченное применение, в основном, в электроприводах тяжеловесных лебёдок, грузовых и портальных кранов.
Регулирование скорости изменением скольжения применимо только для двигателей с фазным ротором, т.к. осуществляется введением резисторов в цепь фазного ротора. Регулирование плавное, но требует применения громоздких пускорегулировочных реостатов, в которых выделяется большое количество тепла.
На судах этот способ нашел ограниченное применение, в основном, в электроприводах тяжеловесных лебёдок и кранов, а так же в брашпилях.
Регулирование скорости изменением числа пар полюсов применяют только для двигателей с короткозамкнутым ротором. Теоретически его можно применить и для двигателей с фазным ротором, но в этом случае одновременно с переключением в обмотке статора необходимо производить аналогичные переключения и в обмотке ротора. Это вызовет недопустимое усложнение конструкции и увеличение массо-габаритных параметров двигателя.
Недостаток регулирования – его ступенчатость (в соотношении 1:2:4 или 1:2:6) и высокая стоимость полюсопереключаемых электродвигателей.
Область применения на судах – самая распостранённая, в электроприводах грузовых лебёдок и кранов, а так же брашпилей и шпилей.
Регулирование скорости изменением напряжения на обмотке статора на судах не нашло широкого применения из-за 2-х недостатков:
1. требуется отдельное устройство (регулятор напряжения), позволяющее плавно изменять его выходное напряжение как по величине, так и по фазе;
2. при понижении напряжения возникает опасность опрокидывания двигателя, т.к. при этом резко (в квадрате) уменьшается вращающий момент двигателя.
Область применения на судах – ограниченная, в основном, в системах судовой электроавтоматики (рулевые приводы и авторулевые) для изменения скорости двухфазных асинхронных двигателей мощностью до 150-200 Вт.
На судах до сих пор наиболее распостраненный способ регулирования – путем изменения числа пар полюсов. Он применяется в електроприводах грузоподъемных механизмов и якорно-швартовных устройств.
