Регулирование скорости вращения однофазного конденсаторного асинхронного двигателя

В статье даётся описание простого устройства для пуска, регулирования скорости вращения, экстренного торможения и реверсирования однофазного асинхронного конденсаторного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Предлагаемое техническое решение предназначено дпя управления работой конденсаторного двигателя (ОКД) с коротко-замкнутым ротором, имеющих две одинаковые обмотки на статоре и рабочий фазосдвигающий конденсатор, и является усовершенствованием известного устройства.

Устройство содержит цепочку, состоящую из двух элементов, включённых параллельно, — диода и переменного резистора. Один вывод цепочки присоединён к одному зажиму сети, а другой — к зажиму фазосдвигающего конденсатора, соединённому с одним из выводов первой обмотки ОКД, другой вывод которой присоединён к другому выводу сети и ко второму выводу второй обмотки ОКД, первый вывод которой соединён с другим выводом конденсатора. Режим регулирования скорости вращения ОКД обеспечивался переменным резистором путём создания неподвижного магнитного поля регулируемой величины.

Однако известное устройство не обеспечивает экстренное торможение ОКД, а также его экстренное реверсирование и, соответственно, работу в третьем квадранте механических характеристик двигателя.

Поэтому целью данной разработки является расширение функциональных возможностей известного устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления однофазным конденсаторным асинхронным двигателем снабжено однополюсным переключателем на три положения с фиксацией ручки управления в среднем и крайних положениях.

РАБОТА УСТРОЙСТВА
На рисунке показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства дпя управления однофазным конденсаторным асинхронным двигателем.

Устройство содержит однополюсный переключатель SA1 на три положения, с помощью которого можно выбирать направление вращения двигателя М и отключать его от сети, а также цепочку, состоящую из двух элементов, включённых параллельно — диода VD1 и переменного резистора R1. При замкнутых контактах 1-2 переключателя SA1 обмотка Г1 выполняет функцию главной, а обмотка Г2, включённая через конденсатор С1, выполняет функцию вспомогательной, что обеспечивает одно направление вращения двигателя М. При замкнутых контактах 1-3 переключателя SA1 обмотка Г2 выполняет функцию главной, а обмотка Г1, включённая через конденсатор С1, выполняет функцию вспомогательной, что обеспечивает другое направление вращения двигателя М. Цепочка, состоящая из параллельно соединённых диода VD1 и переменного резистора R1, представляет собой управляющее звено, которое обеспечивает регулирование скорости вращения OKQ путём изменения величины резистора R1.

В исходном предпусковом положении ОКД подвижной контакт 1 переключателя SA1 находится в среднем нейтральном положении и обмотка двигателя М током не обтекается, и двигатель неподвижен. При этом резистор R1 должен быть выведен (R1=0). Для включения ОКД, например, с левым направлением вращения переключатель SA1 переводят в положение, при котором замкнуты его контакты 1-2. В этом случае обмотка Г1 ОКД обтекается переменным током сети по цепи: вывод ХР1 сети, выведенный резистор R1, замкнутые контакты 1-2 переключателя SA1, главная обмотка Г1 двигателя, вывод ХР2 сети. Одновременно по этой же цепи через конденсатор С1 получает питание вспомогательная обмотка Г2 двигателя. Двигатель М запускается и работает с левым направлением вращения на естественной жёсткой механической характеристике.

Дпя регулирования скорости вращения ОКД вводят резистор R1, в результате, помимо вращающегося магнитного поля, создаётся ещё дополнительное неподвижное магнитное поле (благодаря наличию диода VD1), что приводит к снижению скорости вращения ОКД, т.е. он переходит на искусственную более мягкую механическую характеристику. Изменяя величину резистора R1, можно получать искусственные характеристики разной жёсткости и, соответственно, разные скорости вращения ОКД. Вместо резистора R1 можно использовать тиристор или транзистор.

Для осуществления режима экстренного торможения ОКД с целью его остановки или экстренного реверсирования при левом направлении вращения переключатель SA1 переводят в положение, при котором будут замкнуты его контакты 1-3. В этом случае напрямую к сети через управляющее звено присоединяется обмотка Г2 двигателя ОКД, т.е. она выполняет функцию главной обмотки, а обмотка Г1 двигателя присоединяется к сети через конденсатор С1, т.е. она выполняет функцию вспомогательной обмотки.

В результате магнитное поле ОКД изменяет своё вращение на противоположное при прежнем направлении вращения ротора, т.е. осуществляется экстренное торможение противовключением, что приводит к быстрой остановке ОКД. После остановки двигателя переключатель SA1 переводят в среднее нейтральное положение, отключая, тем самым, двигатель от питающей сети 220 В/50 Гц, в противном случае произойдёт его реверсирование, т.е. ОКД перейдёт из тормозного в основной двигательный режим с противоположным направлением вращения ротора, работая в третьем квадранте механических характеристик. Мало кто знает, что температура в инкубаторе поддерживают в пределах от 37,7 до 37,9 градусов, для чего необходимо также специальное оборудование, которое поможет держать температуру в инкубаторе в норме.

Таким образом, введение дополнительного элемента в устройство, изменение взаимосвязей между элементами устройства, обеспечивает работу ОКД не только в первом квадранте, но и во втором, и в третьем, т.е. в режимах экстренного торможения и остановки двигателя, а также быстрого его реверсирования, что существенно расширяет функциональные возможности известного устройства.

ДЕТАЛИ
Переключатель SA1 любой однополюсный на три положения с нейтральным положением (фиксацией) подвижного контакта в среднем и крайних положениях, подходящий по току и напряжению, дпя конкретного электродвигателя, например, типов ВТЗ, ТП1-2, П2Т-13 на напряжение коммутации -220 В дпя электродвигателей мощностью до 600 Вт включительно.

Переменный резистор R1 проволочный типа РСП-1, РСП-2 выбирают по току двигателя, сопротивление которого определяется необходимым диапазоном регулирования скорости вращения ОКД. Его номинал подбирают при наладке.

Силовой диод VD1 должен быть рассчитан на ток двигателя, так, например, дпя двигателей мощностью до 0,6 кВт в качестве диодов можно использовать диоды типов КД202К, М, Р на 3 А и напряжения 400…600 В соответственно, или КД227Ж на 5 А/800 В, или 2Д203Г, Д на 10 А/700 В, а также диоды типа В10-10 — В10-14 на ток 10 А и напряжение от 700 В и выше.

Номинал рабочего конденсатор С1 (в мкФ) подбирают из расчёта 66РН0М (мкФ), где Рном — номинальная мощность электродвигателя в кВт (примерно 7 мкФ на 100 Вт мощности), типа К73-17, МБГО-2, КБГ-МП, БГТ или МБГЧ на напряжение не ниже 400 В.

TRIAL NEWS