Контрол на напрежението в статора на асинхронен двигател

Контролът на напрежението в статора представлява метод, използван за регулиране на скоростта на асинхронния двигател. Скоростта на въртене на трифазния асинхронен двигател може да бъде коригирана чрез изменение на подаваното напрежение. Както е добре известно, момента, генериран от двигателя, е пропорционален на квадрата на подаваното напрежение, докато просмукването при точката на максимален момент остава независимо от подаваното напрежение. Забележително е, че колебанията в подаваното напрежение не влияят върху синхронната скорост на двигателя.

Характеристиките на момента и скоростта на трифазните асинхронни двигатели при различни подавани напрежения, както и характеристиките за вентилационна нагрузка, са показани по-долу:

Контролът на напрежението в статора е техника, използвана за регулиране на скоростта на асинхронния двигател. Скоростта на въртене на трифазния асинхронен двигател може да бъде коригирана чрез изменение на подаваното напрежение. Моментът, генериран от двигателя, е пропорционален на квадрата на подаваното напрежение, докато токът е директно пропорционален на напрежението. Следователно, скоростта се контролира чрез коригиране на напрежението, докато двигателят развива необходимия момент за дадената нагрузка при желаната скорост.

За намаляване на скоростта при същия ток, напрежението се намалява, което в резултат намалява изходния момент. Този метод на контрол на напрежението в статора е особено подходящ за приложения, при които момента на нагрузката намалява с увеличаването на скоростта, като например вентилационни нагрузки.

Този подход позволява контрол на скоростта само под нормалната номинална скорост, тъй като работата при напрежения, по-високи от номиналната стойност, не е допустима. Той е идеален за приводи, изискващи интермитентна работа, както и за вентилационни и насосни системи, при които момента на нагрузката варира с квадрата на скоростта. Тези приводи изискват по-нисък момент при по-ниски скорости, условие, което може да бъде удовлетворено чрез прилагане на по-ниско напрежение без надвишаване на номиналната стойност на тока на двигателя.

За контрол на скоростта на малки двигатели (предимно единофазни) променливото напрежение може да бъде достигнато чрез следните методи:

• Свързване на външно съпротивление в цепта на статора на двигателя.

• Използване на автотрансформатор.

• Използване на тиристорен контролер на напрежението.

• Използване на триак контролер.

Методът с тиристорен контролер на напрежението е сега предпочитаният избор за вариация на напрежението. За единофазно захранване, две тиристора са свързани обратно, както е показано на фигурата по-долу:

Домашните вентилатори, които са единофазни, се контролират чрез единофазен Triac Voltage Controller, както е показано на фигурата по-долу:

Контролът на скоростта се постига чрез коригиране на ъгъла на запалване на триака. Тези контролери често се наричат твърдотелни регулатори на вентилатори. В сравнение с конвенционалните променливи регулатори, твърдотелните регулатори предлагат по-голяма компактност и ефективност, което ги прави предпочитания избор пред традиционните регулатори.

За трифазен асинхронен двигател са необходими три двойки тиристора, всяка двойка състояща се от два тиристора, свързани обратно. Диаграмата по-долу илюстрира контрола на напрежението в статора на трифазни асинхронни двигатели чрез тиристорен контролер на напрежението:

Всяка двойка тиристора контролира напрежението на съответната фаза. Регулацията на скоростта се постига чрез коригиране на периода на проводимост на тиристорите. При по-ниски мощности, двойките тиристора, свързани обратно, във всяка фаза могат да бъдат заменени с триак.