Розділ 1: способи керування асинхронним двигуном

Для зміни моменту двигуна і відповідно для керування швидкістю існують наступні способи:

1. Зміна напруги статора U₁

Перевагою даного способу керування є можливість плавної зміни швидкості. Недоліком є суттєве зменшення перевантажувальної здатності двигуна пропорційно квадрата напруги та зниження жорсткості механічних характеристик, тобто збільшення ковзання двигуна. Це призводить до підвищення втрат у колі ротора пропорційно ковзанню

,

тому цей спосіб використовується при невеликому діапазоні керування швидкості в межах 1,5-2, а також для запуску механізмів та короткочасного зниження швидкості. Цей спосіб керування швидкості якнайкраще підходить для струминних механізмів (вентиляторів, насосів тощо), момент опору яких залежить від квадрата швидкості.

2. Зміна частоти напруги статора f1, в тому числі одночасно зі зміною напруги статора U₁

Його перевагою є плавна зміна швидкості від нуля і до максимальної (номінальної) при незмінній жорсткості механічних характеристик та перевантажувальної здатності двигуна. Діапазон керування складає 5-10 для розімкнутих систем та 1000 і більше для замкнених. Він називається “керування в першій зоні з постійним моментом двигуна”. Недолік полягає у відносній складності та високій вартості перетворювача частоти, а також у коливаннях моменту двигуна під час перехідних процесів, бо магнітний потік змінюється.

3. Зміна активного електричного опору кола ротора R’₂ (тільки для двигунів із фазним ротором)

Перевагою способу є простота його реалізації та підвищення пускового моменту двигуна, який приймає максимальне значення при критичному ковзанні sк =1. Недоліки полягають у керуванні швидкістю ступінчато, зменшенні жорсткості механічних характеристик, що призводить до різкого збільшення втрат у колі ротора пропорційно ковзанню та до чутливості зміни навантаження. Це обмежує діапазон керування.

4. Зміна числа пар полюсів p (тільки для спеціальних полюсоперемикаємих двигунів)

Перевагою способу є простота реалізації, незмінна та висока жорсткість механічних характеристик, висока економічність та надійність. Недоліком є зміна швидкості тільки ступінчато та невеликий діапазон керування швидкістю, який визначається кількістю переключаємих полюсів. Двигуни мають підвищені габарити та вартість.

5. Використання енергії ковзання за допомогою спеціальних каскадних схем (тільки для двигунів із фазним ротором)

Перевагою цього каскаду є висока економічність, висока плавність керування та жорсткість характеристик, яка поступається тільки частотному керуванню. Недолік полягає у великій установленій потужності двигуна постійного струму, яка залежить від діапазону керування швидкістю.

6. Подвійне живлення двигуна (тільки для двигунів із фазним ротором)

Недоліком є необхідність перед початком керування здійснювати пуск двигуна до найменшої швидкості. Цей недолік не має суттєвого значення для механізмів, які рідко запускаються.

7. Зміна електричного опору кола статора R₁ (в основному для двигунів із короткозамкненим ротором)

Цей спосіб керування застосовується дуже рідко для двигунів із короткозамкненим ротором при відсутності інших засобів зменшити швидкість. Спосіб дуже неекономічний, тому використовується для короткочасної зміни швидкості.