Каскадные схемы соединения асинхронных электродвигателей

По способу реализации энергии различают два вида каскадных соединений: электрические АВК (асинхронно-вентильный каскад) и электромеханические АМВК (асинхронный машинно-вентильный каскад).

Электропривод по схеме АВК (рис. 4.13) включает асинхронный двигатель с фазным ротором АД, выпрямитель В, инвертор И, сглаживающий дроссель Др и систему управления СУ. Выпрямитель служит для выпрямления тока ротора, имеющего частоту скольжения. Инвертор предназначен для преобразования выпрямленного тока в переменный частотой 50 Гц.

Рис. 4.13. Принципиальная схема асинхронно-вентильного каскада

Принцип работы АВК заключается в том, что в цепь выпрямленного тока ротора вводится добавочная ЭДС постоянного тока, определяемая средним входным напряжением инвертора, изменение которого ведет к изменению скольжения двигателя.

Выпрямленное напряжение ротора уравновешивает входное напряжение инвертора и падение напряжения в роторной цепи двигателя. При изменении входного напряжения инвертора нарушается указанное равновесие: ток ротора уменьшается или увеличивается, что при постоянном моменте на валу двигателя ведет соответственно к уменьшению или увеличению частоты вращения до установления равновесия между выпрямленным напряжением ротора и средним входным напряжением инвертора.

Регулирование входного напряжения инвертора достигается изменением момента подачи отпирающих импульсов на управляемые вентили, т. е. изменением угла включения инвертора [L Угол /? регулируется изменением величины сигнала управления, подаваемого на вход системы управления инвертора СУ.

Электроприводы по схеме АВК работают от сети переменного тока 380 В 50 Гц. Регулирование осуществляется вниз от номинальной частоты вращения при постоянном моменте на его валу. Диапазон регулирования 10:1.

Асинхронный машинно-вентильный каскад (АМВК). Электропривод по схеме АМВК состоит из двух двигателей: двигателя асинхронного типа и двигателя постоянного тока, выполненных на одном валу в однокорпусном исполнении.

Принцип действия АМВК, так же как и АВК, заключается в том, что в цепь ротора асинхронного двигателя вводится противоЭДС машины постоянного тока, изменяя которую меняют скольжение двигателя и соответственно частоту вращения. Управление приводом осуществляется с помощью магнитных усилителей. Питание осуществляется от сети переменного тока 380 В 50 Гц.

По способу регулирования различают каскады с однозонным регулированием, когда работа асинхронного электродвигателя происходит при скоростях ниже синхронной (режим регулирования с постоянным крутящим моментом), и каскады с двухзонным регулированием, когда двигатель работает при скоростях как выше (с постоянной мощностью), так и ниже (с постоянным крутящим моментом) синхронной. Диапазон регулирования АМВК, как правило, составляет 2:1, 3:1. В связи с малым диапазоном регулирования каскады рекомендуется применять для привода механизмов, требуемый диапазон регулирования которых не превышает 2:1, например вентиляторы, компрессоры.

Достоинством каскадных соединений является хорошая управляемость привода, определяемая бесступенчатым регулированием, малой инерционности) и малой мощностью управления. При ступенчатой коробке перемены передач буровых станков возможно плавное перекрытие всех скоростей.