Verschiedene Möglichkeiten zur Steuerung eines einphasigen Asynchronmotors

Vor- und Nachteile verschiedener Methoden zur Steuerung von Asynchronmotoren. Schlussfolgerungen aus der praktischen Erfahrung.

Gegenwärtig sind Induktionsmotoren mit Käfigläufer weit verbreitet. Dies liegt an der Tatsache, dass solche Maschinen keine Bürstenbaugruppe haben, ihr Rotor aus Aluminium besteht und technologisch sehr einfach ist, was bedeutet, dass das Design selbst sehr zuverlässig ist. Betrachten Sie verschiedene Möglichkeiten zur Steuerung eines einphasigen Asynchronmotors.

Kondensator Einphasen-Elektromotor

Häufigster Typ asynchroner Einphasenmotor ist ein Motor mit zwei Statorwicklungen. Die erste und die zweite Wicklung sind in der Anzahl der Windungen identisch, enthalten jedoch in Reihe mit einer der Wicklungen einen Kondensator. Der Kondensator sorgt für eine Phasenverschiebung zwischen den Wicklungen, um ein rotierendes Magnetfeld für den Rotor zu bilden.

Frequenzregelungsverfahren

Die Hauptmethode zur Steuerung eines solchen Motors, die derzeit verwendet wird, ist die Frequenzmethode. Diese Methode wird mit speziellen Geräten implementiert, die als PWM-Wechselrichter bezeichnet werden. Diese Umrichter sind wiederum einphasig und dreiphasig, was durch die Anzahl der Leistungsausgangspaare zur Steuerung der Motorwicklungen bestimmt wird. Zur Steuerung eines Einphasenmotors können sowohl Einphasen- als auch Dreiphasenumrichter verwendet werden. Ein Beispiel für ein hausgemachtes Design -Do-it-yourself-Frequenzumrichter.

Einphasige PWM-Wechselrichtersteuerung

Mit dieser Steuerung sind beide Motorwicklungen parallel geschaltet. Zwei Ausgänge des Wechselrichters sind mit den Anschlusspunkten der Wicklungen verbunden. Der Wechselrichter erzeugt eine Spannung mit einer variablen Frequenz und mit einer linearen Abhängigkeit von Spannung zu Frequenz. Sie können die Frequenz sowohl nach unten als auch nach oben einstellen. Der Einstellbereich überschreitet normalerweise nicht 1:10, weil Die Kapazität des Kondensators in einer der Wicklungen ist direkt von der Frequenz abhängig.

Vorteile

Die Hauptvorteile dieser Methode sind die einfache Inbetriebnahme, die keine Neugestaltung der Motorstruktur erfordert. zuverlässige Arbeit, als Der Frequenzumrichter ist speziell für die Steuerung dieser Motortypen ausgelegt. gute Eigenschaften (PID-Reglervoreingestellte Geschwindigkeiten, niedriger Einschaltstrom, Schutzfunktionen usw.)

Nachteile

Die Nachteile umfassen: nur unidirektionale Drehung; Höhere Kosten und Defizite von Einphasenwandlern im Vergleich zu Dreiphasenwandlern aufgrund ihrer geringen Leistung.

Dreiphasige PWM-Wechselrichtersteuerung

In diesem Fall sind die Motorwicklungen in Reihe geschaltet. Die Ausgänge des Drehstromwandlers sind mit dem Mittelpunkt und den Enden der Motorwicklungen verbunden. In diesem Fall ist der Kondensator von der Schaltung ausgeschlossen (einige Änderungen des Motors sind erforderlich). Da die Motorwicklungen um 90 Grad verschoben sind und der Umrichter eine Phasenverschiebung von 120 Grad ergibt, ist das Feld nicht perfekt kreisförmig und dies wirkt sich negativ auf die Steuerparameter aus.

Das Feld pulsiert. Da die Schaltreihenfolge der Klemmen des Umrichters programmgesteuert geändert werden kann, ist es leicht, eine Änderung des Spannungswechsels an den Wicklungen zu erreichen, um daher die Drehrichtung des Motorrotors zu ändern.

Vorteile

Die Vorteile umfassen: Marktzugänglichkeit und einen relativ niedrigen Preis; die Möglichkeit des Rückwärtsbetriebs eines herkömmlichen Nicht-Rückwärtsmotors; größerer Einstellbereich als bei einem Einphasenwandler; die Möglichkeit programmierbarer Funktionen wie eines einphasigen Wechselrichters oder sogar noch breiter aufgrund einer größeren Anzahl von Schaltausgängen.

Nachteile

Nachteile sind: reduziertes und pulsierendes Moment eines Einphasenmotors; erhöhte Hitze; Nicht alle Standardkonverter sind für solche Arbeiten bereit, weil Einige Hersteller verbieten ausdrücklich die Verwendung ihrer Produkte in diesem Modus.

Phasenregelung mit einem Triac-Regler (Dimmer)

Diese Methode ist die "älteste", sie ist auf die bis vor kurzem fehlende Verbreitung von Frequenzreglern und deren relativ hohen Preis zurückzuführen. Mit dieser Steuerung bleiben die Motorwicklungen parallel geschaltet. Eine der Wicklungen ist mit dem Phasenverschiebungskondensator in Reihe geschaltet. An die Parallelschaltpunkte der Wicklungen ist angeschlossen Triac-Controller.

Am Ausgang dieses Reglers wird eine einphasige Spannung mit einer konstanten Frequenz (50 Hz) und einem einstellbaren Effektivwert erzeugt. Dies ist auf die Regulierung der Öffnungsspannung des Triac zurückzuführen, d.h. Die Öffnungszeit des Triac ändert sich über die Dauer der Netzspannung.

Das Moment auf der Motorwelle nimmt mit dieser Regelung proportional zur Spannung ab, der kritische Schlupf bleibt unverändert.

Vorteile

Hauptvorteile: außergewöhnliche Einfachheit des Steuergeräts; die Fähigkeit, ein solches Gerät mit jedem Funkamateur zusammenzubauen und zu reparieren; eine Größenordnung oder sogar mehrere Größenordnungen niedrigerer Preis im Vergleich zu Frequenzumrichtern.

Nachteile

Die Hauptnachteile sind: Regulierung der Umdrehungen nur zum Absenken; Regelungsbereich mit einem Dimmer nur 2: 1; Geschwindigkeitsstabilität ist nur zufriedenstellend; zulässige Last nimmt mit abnehmender Geschwindigkeit stark ab; Motorüberhitzung bei niedrigen Drehzahlen, wie mangelnde Leistung des eingebauten Motorlüfters; die Notwendigkeit, die Motorleistung zu überschätzen.

Schlussfolgerungen

Auf der Grundlage all dieser Punkte muss unbedingt die Verwendung von Frequenzantrieben zur Steuerung von Asynchronmotoren empfohlen werden. Solche Antriebe (PWM-Wechselrichter) ermöglichen neben dem unzweifelhaften Komfort der Verwaltung eine hohe Effizienz der Anlagen und ein Wachstum Leistungsfaktor (cos phi) bis 0,98, d.h. ein Energieeinsparungsprogramm durchführen.

Siehe auch: Einphasenanschluss eines Drehstrommotors und Drehzahlregler für Kollektormotoren