2tom135

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 272

a)

b)

O    1,0    2,0    3,0    4,0

Ra pu

Rys. 5.27. Zależność względnego elektromagnetycznego momentu obrotowego początkowego    silnika (a) oraz

względnego prądu rozruchowego początkowego IJJ, w przewodzie z rezystancją dodatkową (b) od wartości względnej rezystancji R_azil oraz od współczynnika mocy cos<p_k w stanic zwarcia rezystancji dodatkowej R_apn wyrażonej w wartościach względnych. Rezystancję dodatkową, w omach, oblicza się ze wzoru

U_K

n/3 /,

w którym: U_N — napięcie znamionowe; I, — prąd rozruchowy początkowy.

Prądy w pozostałych dwóch przewodach fazowych są w przybliżeniu takie, jak przy załączeniu do sieci symetrycznej na napięcie znamionowa.

5.2.4.5. Regulacja prędkości obrotowej

Prędkość obrotowa silnika indukcyjnego, w obr/min, jest określona wzorem

60/

(1-s)

(5.39)

Po podstawieniu wyrażenia na poślizg z zależności (5.18a) otrzymuje się ogólny wzór, z którego wynika, że na prędkość obrotową można wpływać za pomocą częstotliwości, liczby par biegunów, napięcia, a także rezystancji i reaktancji stojana oraz wirnika. Niektóre parametry, jak np. reaktancja X\_r w obwodzie wirnika są nieistotne przy regulacji prędkości obrotowej; z tego powodu nie stosuje się dodatkowej zmiennej indukcyjnosci włączanej szeregowo w obwód wtórny silnika. Uwzględniając jedynie wpływ podstawowych parametrów, poślizg można wyrazić zależnościami przybliżonymi — w silniku zasilanym tylko od strony stojana

s zs

(5.40a)

— w silniku zasilanym od strony stojana napięciem U_s o częstotliwości/, oraz od strony

wirnika napięciem U'_r o częstotliwości sf_s

(5.40b)

R'rK±U'_r

U.

przy czym znak plus dotyczy napięcia Uj_r w fazie z silą elektromotoryczną E, indukowaną w wirniku przy poślizgu s, znak zaś minus — napięcia {/', o zwrocie przeciwnym do E_r.

Ogólnie zatem

(5.41)

60// KK±U'r\

~ P V V, )

Przy doborze sposobu regulacji prędkości obrotowej należy uwzględnić wymagania dotyczące:

—    zakresu regulacji, tj. prędkości obrotowe n_mi„ oraz n_raax;

—    ciągłości zmian prędkości;

—    zmiany kierunku wirowania;

—    dopuszczalnego obciążenia silnika mocą oraz momentem obrotowym;

—    ograniczenia strat mocy;

—    ograniczenia kosztu całego układu napędowego.

Sposoby regulacji prędkości obrotowej

Regulacja za pomocą częstotliwości jest najszerzej stosowana. Dzięki rozwojowi techniki półprzewodnikowej można zbudować układy zapewniające jednoczesną ciągłą regulację częstotliwości i napięcia. Układy te umożliwiają pracę silnika przy:

—    stałym momencie obrotowym; wówczas napięcie na zaciskach silnika

U * cf    (5.42a)

przy czym c — współczynnik proporcjonalności;

—    stałej mocy na wale; wówczas napięcie

U * _Cy/f    (5.42b)

—    momencie obrotowym proporcjonalnym do kwadratu częstotliwości; wówczas napięcie

V =s _cf¹    (5.42c)

Dokładne zależności między napięciem a częstotliwością są złożone [5.6]. Uwzględniają one wpływ rezystancji uzwojenia stojana, nasycenia obwodu magnetycznego silnika, zmianę zdolności odprowadzania strat mocy przy zmianie prędkości obrotowej, korygowania sztywności charakterystyki mechanicznej.

Dodatnie cechy tego sposobu regulacji, to m.in.: ciągłość zmian prędkości w szerokim zakresie, zapewnienie sztywnej charakterystyki mechanicznej oraz dużej przeciążalności ^s,inika, małe straty mocy; ujemną cechą natomiast jest duży koszt układu do jednoczesnej ^regulacji częstotliwości i napięcia.

Zmiana za pomocą liczby par biegunów silnika może następować tylko skokowo. Do ^tego celu są produkowane specjalne silniki tzw. wielobiegowe o przełączalnych uzwoje-^niach stojana (p. 5.2.7).

Regulacja za pomocą napięcia stojana jest stosowana bardzo rzadko i tylko w silnikach małej mocy. Wadą tego sposobu jest mały zakres regulacji (tym mniejszy im mniejsze jest obciążenie silnika) i duży spadek przeciążalności momentem, wynikający z zależności

18

Poradnik inżyniera elektryka tom 2