Электродвигатели асинхронного типа нашли широкое применение в современных электромеханических устройствах самого разного назначения. При этом подключение асинхронного электродвигателя имеет свою специфику. Ещё совсем недавно при монтаже такого двигателя обязательным условием было включение в схему стартового или фазосдвигающего конденсатора, предпочтительно имеющего большую ёмкость. Данная схема имела ряд недостатков: асинхронный двигатель с конденсатором, конечно, работал, однако мощность его существенно снижалась, кроме того, использование конденсаторов приводило к существенному нагреву обмоток электродвигателя, а это негативно сказывалось на общем ресурсе работы механизма. Учитывая популярность асинхронных двигателей, вопрос создания более совершенной системы регулирования стоял очень остро, вплоть до появления частотных преобразователей, или инверторов – устройств, позволяющих осуществлять не только эффективный и безопасный пуск асинхронного двигателя, но и управление им.
Преимущества частотных преобразователей
Если управление токами асинхронного электродвигателя осуществляется исключительно механически, показатели токов будут значительно превышать номинальные значения, что неминуемо окажет отрицательное влияние на качестве работы механизма и сроке его службы, а также станет причиной существенного повышения расходов электроэнергии. Работа частотных преобразователей основана на электронном управлении током, благодаря чему обеспечивается плавность пуска и регулировки привода. Использование инверторов совместно с асинхронными электродвигателями позволяет получить такие преимущества, как:
- существенное (до 60%) сокращение расходов электроэнергии;
- повышение плавности пуска и остановки электродвигателя;
- точная регулировка интенсивности вращения вала в широком диапазоне;
- ограничение необходимых для запуска двигателя значений токов до номинальных;
- повышение общей производительности и увеличение срока службы всей системы.
Типы управления асинхронным двигателем через инвертор
Современные частотные преобразователи могут осуществлять управление асинхронным двигателем скалярным, либо векторным способом. Каждый из этих способов управления имеет свои особенности, поэтому данный показатель обязательно нужно учитывать, решив купить инвертор для асинхронного двигателя – в каталоге Степмотор представлен широкий выбор инверторов, различных по типу управления и другим характеристикам.
Скалярное управление асинхронным двигателем
Скалярный способ управления асинхронными механизмами является наиболее популярным благодаря простоте его реализации. Особенно хорошо скалярное управление зарекомендовало себя при его применении в случаях, когда для работы механизма (к примеру, вентилятора) достаточно удерживать на постоянном уровне скорость вращения ротора; на практике для осуществления такого управления бывает достаточно сигнала обратной связи, поступающего от датчика скорости.
Принцип скалярного управления асинхронным двигателем основан на том, что амплитуда питающего напряжения представляет собой функцию частоты, при этом отношение напряжения к частоте является приблизительно постоянным. С учётом нагрузки на валу, при повышении частоты пропорционально происходит повышение напряжения, благодаря чему значение магнитного потока в зазоре между статором и ротором поддерживается на уровне, близком к постоянному. При этом важно знать важную особенность такого метода управления: в случае отклонения отношения напряжения к частоте от номинального, двигатель получит недостаточное, либо, напротив, избыточное возбуждение, что станет причиной потерь в двигателе и сбоев в работе механизма. Кроме того, скалярное управление асинхронным электродвигателем не даёт возможности контроля скорости вращения вала и момента на валу.
Векторное управление асинхронным двигателем
Применение векторного управление актуально в случаях, когда при работе асинхронного двигателя может происходить изменение нагрузки на одной и той же частоте, то есть, чёткая зависимость между скоростью вращения и моментом нагрузки отсутствует. Кроме того, векторный режим даёт более широкие возможности регулирования частоты при номинальном моменте. Принцип векторного управления основан на математическом расчёте скорости вращения ротора и момента на валу, основанном на частоте и величине токов обмоток статора. Наиболее совершенные инверторы с векторным управлением дополнительно оснащаются устройствами обратной связи по скорости – датчиками.
Основными преимуществами векторного метода управления асинхронными электродвигателями являются возможность быстрого изменения нагрузки, обеспечение повышенной плавности хода, высокая точность регулирования скорости и повышенный КПД. При этом следует отметить, что, учитывая необходимость задачи исходных параметров регулируемого привода, векторное управление не подходит для групповых электроприводов: в этом случае лучше отдать предпочтение частотному преобразователю со скалярным управлением.
