Kilka sposobów sterowania silnikiem asynchronicznym jednofazowym

Zalety i wady różnych metod sterowania silnikami asynchronicznymi. Wnioski z praktycznego doświadczenia.

Obecnie szeroko stosowane są silniki indukcyjne klatkowe. Wynika to z faktu, że takie maszyny nie mają zespołu szczotek, ich wirnik jest wykonany z aluminium i jest technologicznie bardzo prosty, co oznacza, że ​​sama konstrukcja jest bardzo niezawodna. Rozważ kilka sposobów sterowania silnikiem asynchronicznym jednofazowym.

Jednofazowy silnik elektryczny kondensatorowy

Najpopularniejszy typ asynchroniczny silnik jednofazowy to silnik z dwoma uzwojeniami stojana. Pierwsze i drugie uzwojenie są identyczne pod względem liczby zwojów, ale szeregowo z jednym z uzwojeń zawiera kondensator. Kondensator zapewnia przesunięcie fazowe między uzwojeniami, tworząc wirujące pole magnetyczne dla wirnika.

Metoda kontroli częstotliwości

Obecnie głównym sposobem sterowania takim silnikiem jest metoda częstotliwości. Ta metoda jest realizowana przy użyciu specjalnych urządzeń zwanych falownikami PWM. Przetwornice te z kolei są jednofazowe i trójfazowe, co zależy od liczby par mocy wyjściowych do sterowania uzwojeniami silnika. Do sterowania silnikiem jednofazowym można stosować falowniki jednofazowe i trójfazowe. Przykład domowej roboty -zrób to sam przetwornica częstotliwości.

Jednofazowe sterowanie falownikiem PWM

Za pomocą tego sterowania oba uzwojenia silnika są połączone równolegle. Dwa wyjścia falownika są podłączone do punktów połączeń uzwojeń. Falownik wytwarza napięcie o zmiennej częstotliwości i z liniową zależnością napięcia od częstotliwości. Możesz regulować częstotliwość zarówno w dół, jak i w górę. Zakres regulacji zwykle nie przekracza 1:10, ponieważ pojemność kondensatora w jednym z uzwojeń jest bezpośrednio zależna od częstotliwości.

Zalety

Głównymi zaletami tej metody jest łatwość uruchomienia, która nie wymaga przeprojektowania konstrukcji silnika; niezawodna praca, jak przetwornica częstotliwości jest specjalnie zaprojektowana do sterowania tego rodzaju silnikami; dobre cechy (Sterownik PIDwstępnie ustawione prędkości, niski prąd rozruchowy, funkcje ochronne itp.)

Wady

Wady obejmują: tylko jednokierunkowy obrót; wyższy koszt i deficyt konwerterów jednofazowych w porównaniu do trójfazowych, ze względu na ich niską moc wyjściową.

Trójfazowe sterowanie falownikiem PWM

W takim przypadku uzwojenia silnika są połączone szeregowo. Wyjścia przekształtnika trójfazowego są podłączone do punktu środkowego i do końców uzwojenia silnika. W takim przypadku kondensator jest wyłączony z obwodu (wymagana jest pewna zmiana silnika) Ponieważ uzwojenia silnika są przesunięte o 90 stopni, a falownik daje przesunięcie fazowe o 120 stopni, pole nie będzie idealnie okrągłe, co wpłynie negatywnie na parametry sterowania.

Pole będzie pulsować. Ponieważ kolejność przełączania wyjść falownika można zmienić programowo, łatwo jest zmienić zmianę napięć na uzwojeniach, a zatem zmienić kierunek obrotów wirnika silnika.

Zalety

Zalety to: dostępność rynku i stosunkowo niska cena; możliwość działania wstecznego konwencjonalnego silnika nieodwracającego; szerszy zakres regulacji niż w przypadku przetwornika jednofazowego; możliwość programowania funkcji takich jak falownik jednofazowy lub nawet szerszy dzięki większej liczbie przełączanych wyjść.

Wady

Wady to: zmniejszony i pulsujący moment silnika jednofazowego; zwiększone ciepło; nie wszystkie standardowe konwertery są gotowe do takiej pracy, ponieważ Niektórzy producenci wyraźnie zabraniają używania swoich produktów w tym trybie.

Kontrola fazy za pomocą triaka (ściemniacz)

Ta metoda jest najbardziej „starożytna”, wynika to z nieobecności do niedawna w szerokiej sprzedaży kontrolerów częstotliwości i ich stosunkowo wysokiej cenie. Dzięki tej regulacji uzwojenia silnika pozostają połączone równolegle. Jedno z uzwojeń jest połączone szeregowo z kondensatorem przesunięcia fazowego. Do punktów równoległego połączenia uzwojeń jest podłączony kontroler triaka.

Na wyjściu tego regulatora generowane jest napięcie jednofazowe o stałej częstotliwości (50 Hz) i regulowanej wartości skutecznej. Wynika to z regulacji napięcia otwarcia triaka, tj. czas otwarcia triaka zmienia się w czasie napięcia sieciowego.

Moment na wale silnika, przy tej regulacji, zmniejszy się proporcjonalnie do napięcia, poślizg krytyczny pozostanie niezmieniony.

Zalety

Główne zalety: wyjątkowa prostota urządzenia sterującego; możliwość montażu i naprawy takiego urządzenia z dowolnym amatorem radiowym; rząd wielkości lub nawet kilka rzędów wielkości niższa cena w porównaniu do przetwornic częstotliwości.

Wady

Główne wady to: regulacja obrotów tylko w celu obniżenia; zakres regulacji za pomocą ściemniacza tylko 2: 1; stabilność prędkości jest zadowalająca; dopuszczalne obciążenie gwałtownie spada wraz ze spadkiem prędkości; przegrzanie silnika przy niskich prędkościach, jak brak wydajności wbudowanego wentylatora silnika; potrzeba przeszacowania mocy silnika.

Wnioski

W związku z powyższym bezwzględnie zaleca się stosowanie przemienników częstotliwości do sterowania silnikami asynchronicznymi. Takie napędy (falowniki PWM), oprócz niewątpliwej wygody zarządzania, pozwalają uzyskać wysoką wydajność instalacji i osiągnąć wzrost współczynnik mocy (cos phi) do 0,98, tj. wdrożyć program oszczędzania energii.

Zobacz także: Połączenie jednofazowe silnika trójfazowego i Regulatory prędkości silnika kolektora