Работоспособность двигателей постоянного тока

Работоспособность двигателей постоянного тока

Электрические двигатели имеют ограниченную пропускную способность. Для двигателя постоянного тока это означает, что с увеличением мощности потока энергии через двигатель возрастает искрение у контактных поверхностей щеток, и при некоторой мощности степень искрения превышает допустимый уровень. Степень искрения зависит от величины коммутируемого тока. Исходя из этого, в качестве главного фактора, ограничивающего перегрузочную способность двигателя постоянного тока, рассматривается коммутация тока на коллекторе.

Причины искрения на щетках связаны с характером протекания электромагнитных процессов в коммутируемых секциях. Определяющая роль в формировании процессов коммутации принадлежит реактивной электродвижущей силе, величина которой зависит от коммутируемого тока и скорости вращения якоря. При одном и том же значении тока увеличение скорости вращения приводит к увеличению реактивной э.д.с. , что в свою очередь, приводит к повышению степени искрения. При одном и том же значении скорости вращения рост тока также приводит к увеличению реактивной э.д.с. и степени искрения. Отмеченные особенности процессов коммутации приводят к тому;, что одной и той же степени искрения соответствует постоянство произведения тока I на скорость вращения якоря . Кратковременно допустимому току соответствует степень искрения 2. Следовательно, допустимая по условиям коммутации/область работы двигателя ограничена гиперболами (рис. 1)

Рис.1. Область безотказной (по условиям коммутации) работы

Для оценки работоспособности двигателя по условиям перегрузки вводится понятие о перегрузочной способности по току (1.1). В ряде случаев в первой зоне регулирования скорости перегрузочная способность по току , принимается постоянной и равной значению этой величины при номинальной скорости (рис.2). Здесь характеристика , приводится лишь для первого квадранта, так как для остальных квадрантов эта характеристика аналогична.

Рис.2. Перегрузочная способность двигателя.

При двухзонном регулировании обязательно нужно учитывать снижение перегрузочной способности двигателя. Так соответствующая скорости вращения перегрузочная способность равна

(1.2)

Для электроприводов важной характеристикой является перегрузочная способность двигателя по моменту

(1.3)

Здесь , — номинальный и допустимый момент соответственно.

В первой зоне регулирования перегрузочная способность по моменту равна перегрузочной способности по току:

(1.4)

Во второй зоне регулирования при одном и том же значении допустимого тока величина допустимого момента снижается из-за снижения потока возбуждения:

(1.5)

С учетом снижения значения обратно пропорционально значению скорости получим зависимость

(1.6)

Из (1.6) следует, что при значительном увеличении скорости за счет снижения потока возбуждения допустимый по условиям перегрузки момент резко снижается. Вследствие этого переход во вторую зону регулирования должен сопровождаться снижением нагрузки на валу.

Для двигателей постоянного тока общепромышленного применения и для крупных двигателей ; для двигателей краново-металлургических серий .

Машины специального применения могут иметь более высокую перегрузочную способность.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Двигатели постоянного тока (ДПТ)

Синхронные двигатели (СД)

Асинхронные двигатели (АД)

Различают асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Синхронная скорость и скольжение АД

, ,

где f – частота сети; р – число пар полюсов.

Зависимость момента от скольжения (формула Клосса)

,

где , — критические момент и скольжение двигателя; — перепад скорости, соответствующий критическому моменту; U – напряжение сети; l, р, L_k, r₂¢ — перегрузочная способность, число пар полюсов, индуктивность короткого замыкания и приведенное сопротивление ротора двигателя.

Достоинство асинхронных двигателей – простота конструкции. К недостаткам следует отнести: низкие энергетические показатели (КПД и коэффициент мощности), большой ток холостого хода (около 50% от номинального), квадратичная зависимость критического момента от напряжения, самая низкая перегрузочная способность среди электрических машин, а также малая величина воздушного зазора.

Скорость АД регулируется изменением следующих параметров:

· сети (напряжение, частота);

· двигателя (число пар полюсов, индуктивность, сопротивление ротора).

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя имеет вид кривой, как показано на рисунке. Рабочая часть характеристики является жесткой. В асинхронных двигателях с фазным ротором в зависимости от сопротивления в цепи ротора имеется семейство искусственных характеристик, (w=const, Dw_kºR, M_k=const). При этом, чем больше сопротивление цепи ротора, тем мягче характеристика (при закороченном роторе R= 0 естественная характеристика).

Реостатное регулирование благодаря своей простоте широко применялось в подъёмно-транспортных устройствах. Недостатки: ступенчатое изменение скорости, невысокое быстродействие, большие потери энергии.

Взаимодействие намагничивающих сил статора и ротора возможно только при одинаковом числе пар полюсов их обмоток. Поэтому регулирование числом пар полюсов применимо только для АД с короткозамкнутым ротором, обмотка ротора которого автоматически образует такое же число пар полюсов, что и обмотка статора. Двухскоростные двигатели изготавливают как с двумя независимыми статорными обмотками, так и однообмоточными с секционированием обмоток.

В первом случае (рис. а) двигатель имеет повышенные габариты, низкие КПД и коэффициент мощности, много неиспользованной меди (wº1/p, Dw_kº1/p, M_kºp).

Наиболее просто переключаются числа пар полюсов в отношении 1:2. Для этого обмотка каждой фазы выполняется из двух секций. При изменении направления тока в одной из них меняется число пар полюсов. Обычно переключают обмотки статора со звезды на двойную звезду, или с треугольника на двойную звезду. Переход на двойную звезду сопровождается уменьшением в два раза числа пар полюсов, т. е. увеличением в 2 раза скорости. При этом перегрузочная способность остается постоянной.

Регулирование скорости АД включением в цепь статора дополнительной индуктивности осуществляется за счет перераспределения напряжения между ними (w=const, Dw_kº1/L_k, M_kº1/L_k). Ввиду малого диапазона регулирования и снижения перегрузочной способности на практике почти на применяется.

Регулирование скорости изменением напряжения ухудшает электромеханические свойства АД (w=const, Dw_k=const, M_kºU 2 ). При уменьшении напряжения резко падает перегрузочная способность двигателя (при U=0.9U_н критический момент уменьшается на 19%), при увеличении – возрастает ток и увеличивается нагрев обмотки статора (рис. в). Поэтому регулирование возможно в небольшом диапазоне.

Скорость АД пропорциональна частоте питающей сети (wºf, Dw_k=const, M_kº1/f 2 ). При увеличении частоты скорость увеличивается, критический момент уменьшается, а соответствующий ему перепад скорости остается постоянным (рис. г). С уменьшением частоты перегрузочная способность возрастает, однако увеличивается ток, т. е. нагрев двигателя.

Если изменяеть напряжение и частоту двигателя по частотному закону U/f = const, то магнитный поток и критический момент двигателя остаются неизменными (wºf, Dw_k=const, M_k=const). Регулирование возможно в широком диапазоне при постоянной жесткости характеристик.

Асинхронные двигатели используются практически во всех видах установок, при этом в большинстве случаев распространение получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

С увеличением мощности двигателя увеличивается его номинальные значение КПД и коэффициента мощности, фактические значения которых в зависимости от коэффициента загрузки двигателя приближенно оцениваются данными таблицы.

Двигатели малой мощности отличаются непропорциональной большой удельной стоимостью (стоимость 1 кВт) по сравнению с крупными электрическими двигателями. Приведенный график показывает, что удельная стоимость перестает существенно изменяться при мощностях двигателя выше 60 кВт.

Двигатели мощностью ниже 200 кВт обычно имеют напряжение 380 В, более 300 кВт — 6 (10) кВ, и двигатели мощностью 200 — 300 кВт имеют напряжение либо 380 В либо 6 (10) кВ.

Капитальные затраты учитываются в первую очередь при принятии решения о приобретении двигателя, но с учетом срока службы электродвигателя, эксплуатационные затраты (стоимость потребленной электроэнергии и обслуживания) на порядок и более превосходят капитальные.

В синхронных машинах статор запитывается от трехфазной сети переменного тока, а к ротору подводится постоянный ток возбуждения. Механическая характеристика синхронного двигателя является абсолютно жесткой и не зависит от нагрузки двигателя.

Запускается синхронный двигатель – асинхронным способом пуска.

Электромагнитный момент неявнополюсного двигателя

,

где m – число фаз; Е – ЭДС; х_с – реактивное синхронное сопротивление.

Синхронная машина обладает самыми высокими энергетическими показателями. Она характеризуется высокими КПД, коэффициентом мощности, надежностью в следствии большой величины воздушного зазора, пропорциональной зависимостью перегрузочной способности от напряжения питания.

Достоинством синхронного двигателя является также возможность регулирования реактивной мощности в зависимости от тока возбуждения. При опережающем соsj двигатель генерирует реактивную энергию. Компенсирующий эффект синхронного двигателя условной мощности 1000 кВ×А приведен в таблице.

В среднем удельный расход активной мощности составляет 0,01-0,05 кВт/квар.

Используются двигатели в установках с постоянной нагрузкой и редкими пусками (турбомеханизмы, мощные конвейера).

Различают двигатели постоянного тока в зависимости от схемы подсоединения обмотки якоря и обмотки возбуждения:

· независимого (параллельного) возбуждения;

Общее дифференциальное уравнение ДПТ

,

где — электромеханическая постоянная времени двигателя; — электромагнитная постоянная двигателя; с_д = kФ – постоянная двигателя.

Уравнение электромеханической характеристики

.

Двигатели независимого возбуждения имеют жесткую естественную механическую характеристику (1), двигатели последовательного (2) и смешанного возбуждения (3) — мягкую.

Скорость двигателя регулируется изменением:

· сопротивления цепи якоря;

В двигателях постоянного тока наиболее рациональным способом регулирования частоты вращения является изменение напряжения, приложенного к якорю двигателя. На рисунке приведены естественная и искусственные характеристики. Регулирование напряжением осуществляется в большом диапазоне скоростей с постоянным моментом и жесткостью (для ДТП независимого возбуждения), вверх и вниз от естественной характеристики. Регулирование экономичное, однако требуется регулятор напряжения (выпрямитель).

С увеличением сопротивления реостата в цепи якоря увеличивается наклон характеристики, регулирование вниз от естественной характеристики. При большой величине реостата характеристики становятся мягкими и двигатель работает неустойчиво. Дляполучения устойчивой работы привода применяют шунтирование якоря ДТП. Регулирование не экономично. Энергия скольжения (регулирования) выделяется в виде тепла на дополнительном реостате.

При уменьшении потока возбуждения увеличивается скорость идеального холостого хода и статический перепад скорости. Ток короткого замыкания

.

Регулирование с постоянной мощностью. Достоинства – простота и экономичность. Недостатки — регулирование только вверх в небольшом диапазоне (10-15%). При этом размагничивается магнитная система электродвигателя и падает перегрузочная способность.

Достоинство привода с двигателями постоянного тока – отличные регулировочные свойства (работа в четырех квадрантах, управление по трем параметрам). Недостаток – низкая надежность вследствии наличия механического коммутационного узла (коллектора).

Двигатели независимого возбуждения используются в шахтных подъемниках, крановых установках, специальных видах приводов, двигатели последовательного возбуждения — в электрическом транспорте.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

• Главная

Категории

• Астрономия
• Биология
• Биотехнологии
• География
• Государство
• Демография
• Журналистика и СМИ
• История
• Лингвистика
• Литература
• Маркетинг
• Менеджмент
• Механика
• Науковедение
• Образование
• Охрана труда
• Педагогика
• Политика
• Право
• Психология
• Социология
• Физика
• Химия
• Экология
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика
• Юриспруденция
• Этика и деловое общение

Механика Двигатели постоянного тока (ДПТ)

Синхронные двигатели (СД)

Асинхронные двигатели (АД)

Различают асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Синхронная скорость и скольжение АД

, ,

где f – частота сети; р – число пар полюсов.

Зависимость момента от скольжения (формула Клосса)

,

где , — критические момент и скольжение двигателя; — перепад скорости, соответствующий критическому моменту; U – напряжение сети; l, р, L_k, r₂¢ — перегрузочная способность, число пар полюсов, индуктивность короткого замыкания и приведенное сопротивление ротора двигателя.

Достоинство асинхронных двигателœей – простота конструкции. К недостаткам следует отнести: низкие энергетические показатели (КПД и коэффициент мощности), большой ток холостого хода (около 50% от номинального), квадратичная зависимость критического момента от напряжения, самая низкая перегрузочная способность среди электрических машин, а также малая величина воздушного зазора.

Скорость АД регулируется изменением следующих параметров:

· сети (напряжение, частота);

· двигателя (число пар полюсов, индуктивность, сопротивление ротора).

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя имеет вид кривой, как показано на рисунке. Рабочая часть характеристики является жесткой. В асинхронных двигателях с фазным ротором в зависимости от сопротивления в цепи ротора имеется семейство искусственных характеристик, (w=const, Dw_kºR, M_k=const). При этом, чем больше сопротивление цепи ротора, тем мягче характеристика (при закороченном роторе R= 0 естественная характеристика).

Реостатное регулирование благодаря своей простоте широко применялось в подъёмно-транспортных устройствах. Недостатки: ступенчатое изменение скорости, невысокое быстродействие, большие потери энергии.

Взаимодействие намагничивающих сил статора и ротора возможно только при одинаковом числе пар полюсов их обмоток. По этой причине регулирование числом пар полюсов применимо только для АД с короткозамкнутым ротором, обмотка ротора которого автоматически образует такое же число пар полюсов, что и обмотка статора. Двухскоростные двигатели изготавливают как с двумя независимыми статорными обмотками, так и однообмоточными с секционированием обмоток.

В первом случае (рис. а) двигатель имеет повышенные габариты, низкие КПД и коэффициент мощности, много неиспользованной меди (wº1/p, Dw_kº1/p, M_kºp).

Наиболее просто переключаются числа пар полюсов в отношении 1:2. Для этого обмотка каждой фазы выполняется из двух секций. При изменении направления тока в одной из них меняется число пар полюсов. Обычно переключают обмотки статора со звезды на двойную звезду, или с треугольника на двойную звезду. Переход на двойную звезду сопровождается уменьшением в два раза числа пар полюсов, т. е. увеличением в 2 раза скорости. При этом перегрузочная способность остается постоянной.

Регулирование скорости АД включением в цепь статора дополнительной индуктивности осуществляется за счет перераспределœения напряжения между ними (w=const, Dw_kº1/L_k, M_kº1/L_k). Ввиду малого диапазона регулирования и снижения перегрузочной способности на практике почти на применяется.

Регулирование скорости изменением напряжения ухудшает электромеханические свойства АД (w=const, Dw_k=const, M_kºU 2 ). При уменьшении напряжения резко падает перегрузочная способность двигателя (при U=0.9U_н критический момент уменьшается на 19%), при увеличении – возрастает ток и увеличивается нагрев обмотки статора (рис. в). По этой причине регулирование возможно в небольшом диапазоне.

Скорость АД пропорциональна частоте питающей сети (wºf, Dw_k=const, M_kº1/f 2 ). При увеличении частоты скорость увеличивается, критический момент уменьшается, а соответствующий ему перепад скорости остается постоянным (рис. г). С уменьшением частоты перегрузочная способность возрастает, однако увеличивается ток, т. е. нагрев двигателя.

В случае если изменяеть напряжение и частоту двигателя по частотному закону U/f = const, то магнитный поток и критический момент двигателя остаются неизменными (wºf, Dw_k=const, M_k=const). Регулирование возможно в широком диапазоне при постоянной жесткости характеристик.

Асинхронные двигатели используются практически во всœех видах установок, при этом в большинстве случаев распространение получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

С увеличением мощности двигателя увеличивается его номинальные значение КПД и коэффициента мощности, фактические значения которых в зависимости от коэффициента загрузки двигателя приближенно оцениваются данными таблицы.

Двигатели малой мощности отличаются непропорциональной большой удельной стоимостью (стоимость 1 кВт) по сравнению с крупными электрическими двигателями. Приведенный график показывает, что удельная стоимость перестает существенно изменяться при мощностях двигателя выше 60 кВт.

Двигатели мощностью ниже 200 кВт обычно имеют напряжение 380 В, более 300 кВт — 6 (10) кВ, и двигатели мощностью 200 — 300 кВт имеют напряжение либо 380 В либо 6 (10) кВ.

Капитальные затраты учитываются в первую очередь при принятии решения о приобретении двигателя, но с учетом срока службы электродвигателя, эксплуатационные затраты (стоимость потребленной электроэнергии и обслуживания) на порядок и более превосходят капитальные.

В синхронных машинах статор запитывается от трехфазной сети переменного тока, а к ротору подводится постоянный ток возбуждения. Механическая характеристика синхронного двигателя является абсолютно жесткой и не зависит от нагрузки двигателя.

Запускается синхронный двигатель – асинхронным способом пуска.

Электромагнитный момент неявнополюсного двигателя

,

где m – число фаз; Е – ЭДС; х_с – реактивное синхронное сопротивление.

Синхронная машина обладает самыми высокими энергетическими показателями. Она характеризуется высокими КПД, коэффициентом мощности, надежностью в следствии большой величины воздушного зазора, пропорциональной зависимостью перегрузочной способности от напряжения питания.

Достоинством синхронного двигателя является также возможность регулирования реактивной мощности в зависимости от тока возбуждения. При опережающем соsj двигатель генерирует реактивную энергию. Компенсирующий эффект синхронного двигателя условной мощности 1000 кВ×А приведен в таблице.

В среднем удельный расход активной мощности составляет 0,01-0,05 кВт/квар.

Используются двигатели в установках с постоянной нагрузкой и редкими пусками (турбомеханизмы, мощные конвейера).

Различают двигатели постоянного тока в зависимости от схемы подсоединœения обмотки якоря и обмотки возбуждения:

· независимого (параллельного) возбуждения;

Общее дифференциальное уравнение ДПТ

,

где — электромеханическая постоянная времени двигателя; — электромагнитная постоянная двигателя; с_д = kФ – постоянная двигателя.

Уравнение электромеханической характеристики

.

Двигатели независимого возбуждения имеют жесткую естественную механическую характеристику (1), двигатели последовательного (2) и смешанного возбуждения (3) — мягкую.

Скорость двигателя регулируется изменением:

· сопротивления цепи якоря;

В двигателях постоянного тока наиболее рациональным способом регулирования частоты вращения является изменение напряжения, приложенного к якорю двигателя. На рисунке приведены естественная и искусственные характеристики. Регулирование напряжением осуществляется в большом диапазоне скоростей с постоянным моментом и жесткостью (для ДТП независимого возбуждения), вверх и вниз от естественной характеристики. Регулирование экономичное, однако требуется регулятор напряжения (выпрямитель).

С увеличением сопротивления реостата в цепи якоря увеличивается наклон характеристики, регулирование вниз от естественной характеристики. При большой величинœе реостата характеристики становятся мягкими и двигатель работает неустойчиво. Дляполучения устойчивой работы привода применяют шунтирование якоря ДТП. Регулирование не экономично. Энергия скольжения (регулирования) выделяется в виде тепла на дополнительном реостате.

При уменьшении потока возбуждения увеличивается скорость идеального холостого хода и статический перепад скорости. Ток короткого замыкания

.

Регулирование с постоянной мощностью. Достоинства – простота и экономичность. Недостатки — регулирование только вверх в небольшом диапазоне (10-15%). При этом размагничивается магнитная система электродвигателя и падает перегрузочная способность.

Достоинство привода с двигателями постоянного тока – отличные регулировочные свойства (работа в четырех квадрантах, управление по трем параметрам). Недостаток – низкая надежность вследствии наличия механического коммутационного узла (коллектора).

Двигатели независимого возбуждения используются в шахтных подъемниках, крановых установках, специальных видах приводов, двигатели последовательного возбуждения — в электрическом транспорте.

Современные крановые электроприводы

Для чего нужен крановый электропривод?

Основное назначение электропривода крана — регулирование скорости механизмов подъема и передвижения в некотором диапазоне. В первую очередь, тип электропривода зависит от физических принципов регулирования скорости конкретных видов двигателей.

На практике чаще всего применяются следующие двигатели:

• электродвигатели постоянного тока
• асинхронные электродвигатели с фазным ротором
• асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором

Двигатели постоянного тока получили широкое распространение на тяжелых металлургических производствах, в т.ч. на литейных кранах, из-за простоты устройства и принципов управления, практически линейных механических и регулировочных характеристик и, что наиболее важно, большого пускового момента. К недостаткам такого двигателя следует отнести дороговизну изготовления, опасность постоянного тока для человека, износ и необходимость профилактического обслуживания коллекторно-щёточных узлов.
Для питания крана постоянным током необходимо дополнительно устанавливать в цеху выпрямители трехфазного напряжения.
В настоящее время, новые краны с двигателями постоянного тока практически не изготавливаются.
Асинхронные электродвигатели с фазным ротором получили наибольшее распространение на кранах в советское время и популярны в наши дни. Двигатели данного типа применяются как для реконструкции, так и для новых грузоподъемных кранов. Двигатели с фазным ротором характеризуются большим начальным вращающим моментом, приблизительно постоянной скоростью при различных перегрузках и меньшим пусковым током по сравнению с электродвигателями с короткозамкнутым ротором. К недостаткам данных двигателей стоит отнести их большие габариты и дороговизну изготовления и, аналогично двигателям постоянного тока, износ и необходимость профилактического обслуживания коллекторно-щёточных узлов.

Способы управления скоростью вращения электродвигателей с фазным ротором

Существует множество разновидностей систем управления для двигателей с фазным ротором. Изменение скорости и момента таких двигателей достигается путем включения в цепь ротора дополнительных электрических устройств. В зависимости от требований к диапазону регулирования скорости могут применяться:

• реостатные системы (по-другому: резистивные, с активными сопротивлениями)
• дроссельные системы без регулирования скорости (мягкий пуск, по-другому: с реактивными сопротивлениями)
• дроссельные системы с тиристорными регуляторами
• и др.

В качестве коммутационного оборудования в цепях статора и ротора могут применяться:

• силовые контакторы, пускатели, реверсоры (и другие механические устройства коммутации)
• тиристоры (тиристорные ключи)
• IGBT-транзисторы
• гибридные системы

Сравнение систем управления для двигателей с фазным ротором
При сравнении различных систем управления важно правильно выделить количественные и качественные факторы и критерии их оценки. При выборе оборудования для кранов важно сравнить следующие факторы рассматриваемых систем:

• стоимость оборудования, монтажа и ввода в эксплуатацию — первоначальные затраты на внедрение;
• энергоэффективность оборудования — показатель, позволяющий в сумме с первоначальными затратами сравнить непосредственно деньги, т.е. окупаемость системы по отношению к конкурентным решениям в процессе эксплуатации;
• заявленные и реальные допустимые условия эксплуатации (температура, запыленность, защищенность от проникновения пыли, периодичность обслуживания и т.п.);
• заявленные характеристики управления механизмом крана и их реальная достижимость и др.

Помимо сравнения технических характеристик конкретного оборудования различных производителей, важно принять во внимание циклограмму работы в будущем проекте. Каждый способ регулирования скорости может оказаться наиболее выгоден экономически в некоторых применениях и должен быть оценен индивидуально в разрезе экономическая эффективность/качество управления. От правильного выбора способа регулирования скорости и необходимого оборудования на первых этапах проектирования зависит как первоначальная стоимость проекта, так и его полная стоимость владения за полное время эксплуатации крана.

Мы разрабатываем и производим современные системы управления для двигателей с фазным ротором под маркой ТЭДФ.
Ознакомиться с основными возможностями и техническими характеристиками можно в Каталоге тиристорных панелей.
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мало применялись на кранах в советское время в силу технологической сложности регулирования скорости. Использование ограничивалось легкими тельферными подъемниками, кран-балками и прочими одно-, двухскоростными тихоходными механизмами. В остальных случаях заменить двигатели постоянного тока либо двигатели с фазным ротором в то время они не могли. Ситуация изменилась лишь с широким распространением и удешевлением преобразователей частоты. К достоинствам асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором следует в первую очередь отнести отсутствие коллекторно-щёточных узлов, легкость конструкции и простоту ее изготовления, высокий КПД и cos φ по сравнению с двигателями с фазным ротором. Основные недостатки заключаются в большом пусковом токе (до 5-7 In) и сложном техническом оборудовании для регулирования скорости вращения.

Способы управления скоростью вращения электродвигателей с короткозамкнутым ротором

Снижение цен на полупроводниковые приборы в конце 90-ых годов подтолкнуло краностроителей к переходу к современным системам управления. Начиная с 2000 года в СНГ на новых кранах стали всё чаще применяться системы на базе преобразователей частоты. Преобразователи частоты позволяют плавно изменять величину напряжения и частоту на клеммах двигателя, благодаря чему становится возможным управлять скоростью вращения двигателя, сохраняя номинальный момент во всем диапазоне регулирования. В качестве основных преимуществ систем на базе преобразователей частоты отмечаются следующие:

• Глубина и плавность регулирования скорости (до 1:100)
• Энергоэффективность по сравнению с СУ предыдущих поколений
• Возможность работы в зоне ослабления поля двигателя
• Простое изменение характеристик механизма крана через параметры привода
• Удешевление двигателей, за счет применения короткозамкнутого ротора
• Надежность, простота замены узлов привода и др.

При этом системы с преобразователями частоты обладают дополнительными ограничениями, которые необходимо принимать во внимание:

• узкий температурный диапазон эксплуатации
• высокая стоимость для больших мощностей
• низкая степень защиты от пыли
• слабая перегрузочная способность
• высокий уровень квалификации наладчиков и эксплуатационного персонала
• для диагностики во многих случаях требуется ноутбук
• длительные сроки изготовления (наиболее актуально в случае выходов из строя)

Изготовление систем управления с применением преобразователей частоты — это всегда индивидуальный подход и проект для каждого отдельного крана.

Компания Двеста специализируется на производстве крановых систем управления с преобразователями частоты:

Нами реализовано более 100 различных проектов для новых кранов и реконструкций вводной мощностью до 800кВт.

Более детально с нашими знаниями, опытом и компетенциями можно ознакомиться в разделе Технические решения.