Statorspanningsregeling van een asynchrone motor

Statorspanningsregeling vertegenwoordigt een methode die wordt gebruikt om de snelheid van een asynchrone motor te regelen. De rotatiesnelheid van een driefase asynchrone motor kan worden aangepast door de voedingsspanning te variëren. Het moment dat door de motor wordt opgewekt, is evenredig met het kwadraat van de voedingsspanning, terwijl de glijdage bij het punt van maximaal moment onafhankelijk is van de voedingsspanning. Merkwaardig genoeg hebben fluctuaties in de voedingsspanning geen invloed op de synchrone snelheid van de motor.

De moment-snelheidskenmerken van driefase asynchrone motoren onder verschillende voedingsspanningen, samen met de kenmerken voor een ventilatorbelasting, zijn hieronder weergegeven:

Statorspanningsregeling is een techniek die wordt gebruikt om de snelheid van een asynchrone motor te regelen. De rotatiesnelheid van een driefase asynchrone motor kan worden aangepast door de voedingsspanning te variëren. Het moment dat door de motor wordt opgewekt, is evenredig met het kwadraat van de voedingsspanning, terwijl de stroom direct evenredig is met de spanning. Zo wordt de snelheid geregeld door de spanning aan te passen totdat de motor het moment ontwikkelt dat vereist wordt door de belasting op de gewenste snelheid.

Om de snelheid te verlagen terwijl dezelfde stroom wordt behouden, wordt de spanning verlaagd, wat op zijn beurt het moment verminderd. Deze statorspanningsregelingsmethode is bijzonder geschikt voor toepassingen waarbij de belastingmoment afneemt met de snelheid, zoals bij ventilatorbelastingen.

Deze benadering stelt alleen snelheidsregeling toe onder de normale nominale snelheid, omdat werken bij spanningen hoger dan de nominale waarde niet toegestaan is. Het is ideaal voor aandrijvingen die tijdelijke bedrijfsomstandigheden vereisen, evenals voor ventilator- en pompensystemen, waarbij de belastingmoment varieert met het kwadraat van de snelheid. Deze aandrijvingen vereisen minder moment bij lagere snelheden, een conditie die kan worden voldaan door een lagere spanning toe te passen zonder de stroomrating van de motor te overschrijden.

Voor snelheidsregeling van kleine motoren (voornamelijk enkele fase) kan variabele spanning worden bereikt door de volgende methoden:

• Aansluiten van een exterse weerstand in het statorcircuit van de motor.

• Gebruik van een autotransformator.

• Toepassing van een thyristor-spanningsregelaar.

• Gebruik van een triac-regelaar.

De methode met een thyristor-spanningsregelaar is nu de voorkeur voor spanningsvariatie. Voor een enkelefasen voeding worden twee thyristoren parallel verbonden, zoals in de onderstaande figuur wordt getoond:

De huishoudelijke ventilatormotoren, die enkele fase zijn, worden bestuurd door een enkelefasen Triac Spanningsregelaar, zoals in de onderstaande figuur wordt getoond:

Snelheidsregeling wordt bereikt door de vuurhoek van de Triac aan te passen. Deze regelaars staan bekend als solide-staatsventilatorregelaars. In vergelijking met conventionele variabele regelaars bieden solide-staatsregelaars meer compactheid en efficiëntie, waardoor ze de voorkeur krijgen boven traditionele regelaars.

Voor een driefase asynchrone motor zijn drie paren thyristoren nodig, met elk paar bestaande uit twee thyristoren die parallel zijn verbonden. De onderstaande figuur illustreert de statorspanningsregeling van driefase asynchrone motoren met behulp van een thyristor-spanningsregelaar:

Elk paar thyristoren regelt de spanning van de overeenkomstige fase. Snelheidsregeling wordt bereikt door de geleidingstijd van de thyristoren aan te passen. Bij lagere vermogens kan elk paar thyristoren in elke fase worden vervangen door een Triac.