Staattisen jänniten hallinta induktiomotorissa

Statorin jännitteen säätö on menetelmä, jota käytetään induktiokierimön nopeuden säätämiseen. Kolmivaiheisen induktiokierimön kiertonopeutta voidaan säädellä vaihtamalla tarjotun jännitteen suuruutta. Kuten hyvin tiedetään, moottorin tuottama jyrkkyys on verrannollinen tarjotun jännitteen neliöön, kun taas maksimaalisen jyrkyyden liukumäärä pysyy riippumattomana tarjotusta jännitteestä. Huomioituksi on otettava, että tarjotun jännitteen heilahtelut eivät vaikuta moottorin synkroninopeuteen.

Kolmivaiheisten induktiokierimien jyrkkyys-nopeuspiirteet eri tarjotuilla jännitteillä sekä piirteet ilmastointilastukkeelle ovat esitetty alla:

Statorin jännitteen säätö on teknikka, jota käytetään induktiokierimön nopeuden säätämiseen. Kolmivaiheisen induktiokierimön kiertonopeutta voidaan säädellä vaihtamalla tarjotun jännitteen suuruutta. Moottorin tuottama jyrkkyys on verrannollinen tarjotun jännitteen neliöön, kun taas virta on suoraan verrannollinen jännitteeseen. Näin ollen nopeutta ohjataan säätämällä jännitettä, kunnes moottori kehittää kuormalle tarvittavan jyrkkyden halutussa nopeudessa.

Nopeuden pienentämiseksi samalla vähennetään jännite, mikä puolestaan vähentää jyrkkyystuotantoa. Tämä statorin jännitteen säätömenetelmä on erityisesti soveltuva sovelluksiin, joissa kuorman jyrkkyys pienenee nopeuden kanssa, kuten ilmastointilastukkeiden käsittelyssä.

Tämä lähestymistapa sallii nopeuden säädön vain normaalin nimellisnopeuden alapuolella, sillä toiminta yli nimellisarvon jännitteessä ei ole sallittua. Se on ideaalinen väliaikaista toimintaa vaativille ajoneuvoille sekä ilmastointi- ja pumppujärjestelmille, joissa kuorman jyrkkyys vaihtelee nopeuden neliön mukaan. Nämä ajoneuvot vaativat vähemmän jyrkkyttä matalammassa nopeudessa, mikä voidaan saavuttaa alentamalla jännitettä ilman, että ylitetään moottorin virran arvoa.

Pienikokoisten moottorien (pääasiassa yksivaiheisia) nopeuden säädössä muuttuvaa jännitettä voidaan saavuttaa seuraavilla tavoilla:

• Yhdistämällä ulkopuolinen vastus moottorin statorin piiriin.

• Käyttämällä automuunninta.

• Käyttämällä thyristorijännitesäädintä.

• Käyttämällä triac-säädintä.

Thyristorijännitesäädinnän menetelmä on nyt suosittu valinta jännitteen muuttamiseksi. Yksivaiheiselle syöttölle kytketään kaksi thyristoria takaisinpäin, kuten alla olevassa kuvassa nähdään:

Kotitalouskäyttöisiin yksivaiheisiin ilmastointilastukkeisiin käytetään yksivaiheista Triac-jännitesäädintä, kuten alla olevassa kuvassa nähdään:

Nopeuden säädös saavutetaan säätämällä Triacin laukaisukulmaa. Nämä säädimet tunnetaan yleensä kiinteän aineen ilmastointiregulaattoreina. Perinteisiin muuttaviin säädimiin verrattuna kiinteän aineen säädimet tarjoavat enemmän tiiviys- ja tehokkuutta, mikä tekee niistä suosittuja perinteisten säädinten sijaan.

Kolmivaiheiselle induktiokierimölle tarvitaan kolme thyristoriparia, joista kukin koostuu kahdesta takaisinpäin kytketystä thyristorista. Alla oleva kaavio havainnollistaa kolmivaiheisten induktiokierimöiden statorin jännitteen säädön thyristorijännitesäädinnällä:

Jokainen thyristoripari ohjaa vastaavan vaiheen jännitettä. Nopeuden säädös saavutetaan säätämällä thyristoreiden johtamisaikaa. Matalampien tehojen tapauksessa jokaisen vaiheen takaisinpäin kytketyt thyristoriparit voidaan korvata Triacilla.