Statorspenningskontroll av en asynkron motor

Statorspenningskontroll representerer en metode som brukes for å regulere hastigheten på en induksjonsmotor. Rotasjonshastigheten til en trefase induksjonsmotor kan justeres ved å variere spenningen i strømforsyningen. Som er vel etablert, er dreiemomentet generert av motoren proporsjonalt med kvadratet av spenningen, mens glippet ved punktet for maksimalt dreiemoment forbli uavhengig av spenningen. Merk at variasjoner i spenningen ikke påvirker synkronhastigheten til motoren.

Dreiemoment-hastighetsegenskapene til trefase induksjonsmotorer under ulike spenninger, sammen med egenskapene for en viftebelastning, er illustrert nedenfor:

Statorspenningskontroll er en teknikk som brukes for å regulere hastigheten på en induksjonsmotor. Rotasjonshastigheten til en trefase induksjonsmotor kan justeres ved å variere spenningen i strømforsyningen. Dreiemomentet generert av motoren er proporsjonalt med kvadratet av spenningen, mens strømmen er direkte proporsjonal med spenningen. Dermed styres hastigheten ved å justere spenningen inntil motoren utvikler det dreiemomentet som belastingen krever ved den ønskede hastigheten.

For å redusere hastigheten samtidig som strømmen holdes konstant, reduseres spenningen, noe som igjen reduserer dreiemomentutdata. Denne statorspenningskontrollmetoden er spesielt egnet for anvendelser der lastdreiemomentet minker med hastighet, som for eksempel viftebelastninger.

Denne metoden tillater kun hastighetskontroll under normal nominalhastighet, da drift på høyere spenninger enn nominell verdi ikke er tillatt. Den er ideell for drev som krever periodisk drift, samt vifte- og pumpeanlegg, der lastdreiemomentet varierer med kvadratet av hastigheten. Disse drev krever lavere dreiemoment ved lavere hastigheter, en betingelse som kan oppfylles ved å bruke lavere spenning uten å overstige motorens strømmerking.

For hastighetskontroll av små motorer (primært enfasemotorer), kan variabel spenning oppnås gjennom følgende metoder:

• Tilkobling av ekstern motstand i motorens statorsirkuit.

• Bruk av autotransformator.

• Bruk av thyristorspenningkontroller.

• Bruk av triac-kontroller.

Metoden med thyristorspenningkontroller er nå foretrukket valg for spenningsvariasjon. For enfasestruktur kobles to thyristorer mot hverandre, som illustrert i figuren nedenfor:

Husholdningsviftemotorer, som er enfasemotorer, styres av en enfasetriacspenningkontroller, som vist i figuren nedenfor:

Hastighetskontroll oppnås ved å justere tenningsvinkelen til triacen. Disse kontrollerne kalles ofte fasttilstands-viftejusterer. Sammenlignet med tradisjonelle variable justerere, gir fasttilstandsjusterere større kompakthet og effektivitet, noe som gjør dem foretrukket over tradisjonelle justerere.

For en trefase induksjonsmotor kreves tre par thyristorer, hvor hvert par består av to thyristorer koblet mot hverandre. Figuren nedenfor viser statorspenningskontroll av trefase induksjonsmotorer ved bruk av thyristorspenningkontroller:

Hvert par thyristorer kontrollerer spenningen i den tilsvarende fasen. Hastighetsregulering oppnås ved å justere ledningsperioden til thyristorene. For lavere effektklasser kan de motstående thyristorene i hver fase erstattes med en triac.