Асинхронды электр қозғалтқыштардың жылдамдығын реттегіш жиілікті түрлендіргіштер

 

Асинхронды қозғалтқыштар арзан әрі қарапайымдылығымен өнеркәсіпте көптеп пайдаланылады. Алайда электр қозғалтқыштардың кеңінен таралуына айналу жылдамдығын реттеу қиындығы шектеу болды. Қозғалтқыштардың білігінің айналу жиілігін реттеуде түрлі көзқарастар қарастырылды. Мысалы, жылдамдығын ауыстырып қосу, немесе асинхронды қозғалтқыштың шығыс білігінің параметрлерін реттеуші арнайы муфталар. Алайда, тәжірибеде барлық әдістердің маңызды кемшіліктері болды. Бұл жағдай тұрақты жұмыс жасайтын жиілік түрлендіргіш құрылған кезге дейін жалғасты. Асинхронды электр қозғалтқыштардың жылдамдығын реттеуге жиілікті түрлендіргіштің қолданылуы оларды өнеркәсіпте және ТКШ-да кең пайдаланылу мүмкіндігіне ие болды

Жиілікті түрлендіргіш қалайша электр қозғалтқыштың жылдамдығын өзгертуін іске асырады?

Асинхронды электр қозғалтқыштардың қарапайым теориясында айналу жиілігін (жылдамдығын) реттеу тәсілі келесі қатынас арқылы ашылады:

мұндағы - қозғалтқыштың айналу саны, -асинхронды қозғалтқыштың сырғанауы, - қоректендіретін тораптың жиілігі, - электр қозғалтқыштың жұп полюстер саны

Берілген формуланы талдау электр қозғалтқыштың жылдамдығын реттеудің үш мүмкіндік көзқарасын белгілейді:
1.сырғанауды өзгертумен;
2. жұп полюстердің санын өзгертумен;
3. қоректену көзінің жиілігін өзгертумен.
Бірінші екі тәсіл сапа және де электр қозғалтқыштың айналысын реттеу бойынща да маңызды шектеуге ие. Үшінші тәсіл реттеудің жоғары деңгейлі сапасын және қозғалтқыштың шығыс білігінің айналу жылдамдығы өзгерісін кең шекте қамтамасыз етеді.

Жиілікті түрлендіргіш келесідей алгоритм бойынша жұмыс істейді:

1. Түзеткіш қоректендіретін тораптың айнымалы кернеуін тұрақтыға түрлендіреді.

2. Тұрақты кернеу тұрақты ток бөлімінің сүзгісінде сүзіледі.

3. Үш фазалық инвертор көмегімен тұрақты кернеу қажетті жиілікпен айнымалыға түрленеді.

Қазiргi жиiлiкті түрлендiргiштер жиiлiкті 0мен 400 Гц аралығындағы шектерде өзгертуге қабiлеттi. Жиiлiкті түрлендiргiштердің арнайы серияларында жоғарғы шегі 1000 Гц шамасында болып табылады. Жиiлiкті түрлендiргiштердің кеңінен таралған «сорғыш» және «желдеткіш» серияларының жоғарғы шегі 120 Гц шамасында болып табылады.

Жиілікті түрлендіргіш электр қозғалтқышқа несімен қауіпті?

Электр қозғалтқыш жылдамдығын басқару үшін жиілікті түрлендіргішті барлық жерде енгізу жақсы үрдіс. Бұл энергия үнемділігінде де және жалпы үнемде де білінеді. Соңғысы жиілікті түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш комплектісінің тұрақты ток қозғалтқышы және жылдамдық реттеу жүйесімен салыстырғанда арзан бағасымен түсіндіріледі. Дегенмен жиілікті түрлендіргіш пен электр қозғалтқыштың бірлескен қолданысында электр қозғалтқышқа жағымсыз әсер ететін мезеттері де бар.

1. Жиілікті түрлендіргіш электр қозғалтқыштың орамасына импульстар тізбегін береді. Бұл импульстар жиі өте үлкен кернеу (600 В дейін) мәніне ие болады. Сол себепті электр қозғалтқыштың орамалары шектен тыс қызуы немесе оқшауламада тесілу пайда болуы мүмкін.

Бұл кемшіліктің алдын алу үшін жиілікті түрлендіргішпен бірлескен жұмысына есептелген арнайы асинхронды қозғалтқыштарды қолданған жөн. Мұндай қозғалтқыштар орама қызуы мен тесілуіне төзімді жоғары талаппен жасалған.

2. Жиілікті түрлендіргіш асинхронды қозғалтқыштардың айналысын кең диапазонда реттеуге ерік береді. Бұл қозғалтқыштардың екі үлкен зардабына әкелуі мүмкін.

2.1. Өте жай айналыспен ұзақ жұмыс жасағанда қозғалтқыш айтарлықтай қызады. Бұл қозғалтқыштың өз желдеткішінің ағыны қалыпты температураны сақтауына жеткіліксіздігімен байланысты. Сол себепті мұндай жұмыс режимінде жиілікті түрлендіргіштерді қосымша салқындату жүйесімен жабдықтау орынды.

2.2. Өте жоғары жылдамдықта (номиналдан жоғары)электр қозғалтқыштың механикалық бөліктері өзін осал көрсетуі мүмкін. Бірінші кезекте сөз подшипниктер туралы. Сол себепті қозғалтқышты номиналдан жоғары жылдамдықта арындату қажет болса, сенімді подшипниктермен жарақтандырылған арнайы қозғалтқыштарды қолданған дұрыс. Электр қозғалтқыштар менжиілікті түрлендіргіштерді қатар пайдалануда басқа да қиындықтары бар.

Жиілікті түрлендіргіш электр қозғалтқышқа несімен пайдалы?

Белгілі уақытқа дейін жиілік түрлендіргіштерді пайдалануда арзан, сенімді және қарапайым асинхронды қозғалтқыштардың кеңінен таралуына айтарлықтай бөгет болды. Бөгет асинхронды қозғалтқыштың жылдамдығын реттеу мәселесімен байланысты болды. Бұл мәселенің механикалық шешімі өте қымбат, сенімсіз және жеткіліксіз функционалдыболып келеді. Ал қоректендіретін тораптың жиілігін өзгертумен реттеу күштік жартылай өткізгіштердің сапа жеткіліксіздігіне байланысты ұзақ уақытқа күрделі мәселе болып келді. Алайда қазір асинхронды қозғалтқыштардың жылдамдығын реттеуді қамтуға мүмкіндік беретін көптеген жиілікті түрлендіргіштер бар.

Бірінші сөзсіз артықшылығы асинхронды электр қозғалтқыштың айналысын реттеуі. Қазіргі жиілікті түрлендіргіштер реттеуді кең шектерде қамтамасыз етеді. Реттеу көбінесе 0 - ден басталады, кей жағдайларда жиілікті реттегіш көмегімен электр қозғалтқышты оның номинал айналымынан да жоғары арындатуға болады.

Жылдамдығын реттеу артықшылығынан өзге, жиілікті түрлендіргіштер қозғалтқышты жай жіберу, реверстеу мүмкіншілігі, тұрақты токпен тежеу функцияларымен қамтуын жатқызуға болады.

Бұған қосымша жиілікті түрлендіргіш электр қозғалтқышты шамадан тыс жүктемеден, қоректендіретін торап кернеуінің тербелісінен, қызудан және де басқа факторлардан қорғайды.

 

Аснхронды қозғалтқыштар үшін жиілікті түрлендіргішті қолданудың техникалық - экономикалық аспектілері

Соңғы онжылдықта арзан және пайдалануда күй талғамайтын асинхронды қозғалтқыштар белсенді енуде. Асинхронды қозғалтқыштардың қолданылу аумағының кеңеюі айналым санын реттеудің тиімді жолы табылуымен жетті. Асинхронды қозғалтқыш білігін реттеудің үш жолы бар екені белгілі:

1. Сырғанауын басқару.

Тәсілдің кемшілігі реттеу ауқымының аздығы.

2. Полюстардың жұп санын басқару.

Тәсілдің кемшілігіне жылдамдықты реттеудің сатылы орындалуын жатқызуға болады.

3. Қоректендіретін кернеудің жиілігін басқару.

Электр қозғалтқыштардың жиілігін реттеу бірінші және екінші тәсілдерге қарағанда кемшіліксіз.

Пайдалануда сенімді, берік және арзан жиілікті түрлендіргіштердің көптеп жасалуыасинхронды электр қозғалтқыштарды жаңа аймақтарда қолдануға мүмкіндік туғызды. Қозғалтқыш үшін жиілікті түрлендіргіштердің енуі олардың бұрыннан қолданылған салаларында да тиімділігін жоғарылатуына мүмкін болды.

Жиілігі реттелуісебепті асинхронды электр қозғалтқыштар машина жасау, көтергіш механизмдер секілді жаңа салаларға да кірді. Соңғы уақытта құрылғыларда тұрақты ток қозғалтқыштарын жиілік реттегіші бар асинхронды электр қозғалтқыштарға алмастыру мақсатты орындалуда. Сонымен қатар жиілік - реттегіш жинақты басты қозғалыс жетегі ретінде ғана емес беріліс жетегі ретінде де қоюға болады. Реттеудің терең жүргізілуі және моменттің жақсы сақталуы есепті сапалы өңдеуге мүмкіндік береді. Көтергіш механизмдер (крандар лифтілер) жетектерінде жиілікті реттегіш жетек қажетті жылдамдықта көтеру - түсіруді ғана қамтамасыз етпейді. Қазіргі кран жетектері пайдалану шығындарында, электр энергиясын қалпына келтіруді де жүзеге асырады.

Сорғыштар мен желдеткіштер асинхронды электр қозғалтқыштар бұрыннан қолданылатын қондырғылар. Алайда, жиілікті реттеуді қолдану сорғыштар мен желдеткіштерді асинхрондықозғалтқыштармен пайдаланудың жаңа тиімді мүмкіндіктерін туғызады. Бірінші кезекте сорғыштар мен желдеткіштер айналымын басқаруда жиілікті түрлендіргішті қолданудағы энергия үнемдеу әсерін айта кеткен жөн. Жиілікпен басқарудың энергия үнемдеуден де бөлек артықшылықтары бар. Мысалы, сумен жабдықтау жүйесінде шығын айтарлықтай азаяды. Қозғалтқыштар айналысына жиілікті реттегіштерді сумен жабдықтау жүйесінің жаңа кезеңдеріне қолдану жалпы құрылыс шығындарын айтарлықтай төмендетеді.

Қорыта келгенде, қазірдің өзінде электр қозғалтқыштардыңжиілігін реттеу маңызды экономикалық әсер береді. Электр қозғалтқыштардың айналысын реттеудегі бұл тәсілді дамытуда экономикалық маңызды жаңа түр аспектілері анықталуы мүмкін.