Statorspänningsreglering av en induktionsmotor

Statorspänningens reglering representerar en metod som används för att reglera hastigheten på en induktionsmotor. Rotationshastigheten för en trefasinduktionsmotor kan justeras genom att variera anslutningspanningen. Som är väl etablerat, är momentet som genereras av motorn proportionellt mot kvadraten av anslutningspanningen, medan glidningen vid punkten för maxmoment är oberoende av anslutningspanningen. Noterbart är att variationer i anslutningspanningen inte påverkar den synkrona hastigheten på motorn.

Moment-hastighetsegenskaperna för trefasinduktionsmotorer vid olika anslutningspanningar, tillsammans med egenskaperna för en fläktlast, illustreras nedan:

Statorspänningsreglering är en teknik som används för att reglera hastigheten på en induktionsmotor. Rotationshastigheten för en trefasinduktionsmotor kan justeras genom att variera anslutningspanningen. Momentet som genereras av motorn är proportionellt mot kvadraten av anslutningspanningen, medan strömmen är direkt proportionell till spänningen. Således styrs hastigheten genom att justera spänningen tills motorn utvecklar det moment som krävs av lasten vid önskad hastighet.

För att minska hastigheten samtidigt som samma ström bibehålls, minskas spänningen, vilket i sin tur minskar momentutmatningen. Denna statorspänningsregleringsmetod är särskilt lämplig för tillämpningar där lastmomentet minskar med hastighet, såsom fläktlast.

Denna metod möjliggör endast hastighetsreglering under den normala nominella hastigheten, eftersom drift vid högre spänningar än de nominella värdena inte är tillåtet. Den är idealisk för drivsystem som kräver intermittenta operationer, samt för fläkt- och pumpsystem, där lastmomentet varierar med kvadraten av hastigheten. Dessa drivsystem kräver lägre moment vid lägre hastigheter, ett villkor som kan uppfyllas genom att applicera en lägre spänning utan att överstiga motorströmsgränsen.

För hastighetsreglering av små motorer (främst enfas) kan variabel spänning uppnås genom följande metoder:

• Anslutning av en extern resistans i motorstatorcirkuiten.

• Användning av en autotransformator.

• Användning av en thyristorspänningsregulator.

• Användning av en triacregulator.

Metoden med thyristorspänningsregulator är nu den föredragna valmetoden för spänningsvariation. För en enfasförsörjning kopplas två thyristorer bakåt, som visas i figuren nedan:

Hembaserade fläktmotorer, som är enfas, styrs av en enfas Triac Spänningsregulator, som visas i figuren nedan:

Hastighetsreglering uppnås genom att justera utlösningssvängningen av Triacen. Dessa regulatorer kallas ofta för fasta tillståndets fläktregulatorer. Jämfört med konventionella variabla regulatorer erbjuder fasta tillståndets regulatorer större kompakthet och effektivitet, vilket gör dem till den föredragna valet framför traditionella regulatorer.

För en trefasinduktionsmotor krävs tre par thyristorer, med varje par bestående av två thyristorer kopplade bakåt. Diagrammet nedan visar statorspänningsreglering av trefasinduktionsmotorer med hjälp av en thyristorspänningsregulator:

Varje par thyristorer styr spänningen för motsvarande fas. Hastighetsreglering uppnås genom att justera ledningsperioden för thyristorerna. För lägre effektklass kan back-to-back thyristorpar i varje fas ersättas med en Triac.