Použití indukčních motorů s vinutým rotorem jako součásti frekvenčního měniče
Při modernizaci elektrických pohonů jeřábů je za účelem snížení nákladů racionální použít stávající a fungující jeřábové asynchronní motory. Většina domácích vodovodních baterií je obvykle vybavena motory s fázovým rotorem řady MT a 4MT.
Zajímavostí je možnost použití jeřábových asynchronních motorů s fázově blokovaným rotorem jako součásti frekvenčně řízeného elektrického pohonu. V současné době má LLC «Cranpriborservice» pozitivní zkušenosti s provozem asynchronních motorů o výkonu až 55 kW s fázovým rotorem nakrátko při napájení z frekvenčních měničů.
K takovému technickému řešení došlo při modernizaci jeřábů dříve vybavených tradičními systémy pohonu jeřábů na bázi asynchronního motoru s fázovým rotorem.Aby se snížily náklady na takový upgrade, byly ušetřeny elektromotory a v některých případech předřadné odpory, které byly po kontrole výpočtů a změně schématu zapojení použity jako brzdné odpory.
Z energetického hlediska jsou elektromotory s vinutým rotorem řady MT a 4MT ještě výhodnější než elektromotory s kotvou nakrátko stejné řady, protože mají nižší aktivní odpor vinutí rotoru a tím i nižší ztráty. v mědi rotoru v rovnováze.
Elektromotor s vinutým rotorem vybraný pro provoz v tradičním jeřábovém systému s elektrickým pohonem s regulací reostatu má při přepnutí na napájení z frekvenčního měniče (pokud není překročen provozní režim mechanismu) vždy nižší úroveň rozběhu. nahoru ztráty.
Ve většině případů se provádí modernizace jeřábu, aby se rozšířil rozsah regulace rychlosti pro přesné montážní operace nebo při přenášení jeřábu na podlahu. V tomto případě je provozní režim jeřábu zpravidla nižší než režim stanovený při jeho výrobě. S vektorovým řízením jsou také sníženy ztráty v ustáleném stavu, protože spotřeba energie v elektrickém pohonu je optimalizována při částečném zatížení.
Existuje názor, že napětí pulzuje při pulzní šířková modulaceaplikace na vinutí motoru vede k urychlenému stárnutí izolace. V tomto případě se doporučuje použití „speciálních elektromotorů pro provoz jako součást frekvenčních pohonů“.Je pravda, že třída izolace takových elektromotorů se neliší od třídy izolace domácích elektromotorů řady MT a 4MT. Více než deset let provozu elektromotorů s fázovým rotorem se zkratovanými kroužky v rámci frekvenčního měniče prokázalo jejich vysokou spolehlivost.
Charakteristickým rysem konstrukce motorů s fázovým rotorem je přítomnost sběracích kroužků a kartáčů. Proto se jako velmi pravděpodobný jeví otevřený obvod jedné z fází rotoru takových kohoutků v důsledku opotřebení kartáčů nebo poškození držáku kartáčů.
Pro zjištění provozuschopnosti elektropohonu při ztrátě fáze rotoru byl na stánku Cranpriborservice LLC proveden experiment s elektrickým pohonem zvedacího mechanismu s frekvenčním měničem typu Altivar 71 a motorem 55 kW. Řídicí zákon elektromotoru je vektorový.Před zvednutím nominální zátěže "z váhy" byla u motoru 55 kW odpojena jedna ze zkratovaných fází rotoru.
Elektrický pohon byl poté zapnut ve směru do kopce na frekvenci 25 Hz. Elektrický pohon přitom zrychluje ve směru stoupání, ale kolísání rychlosti je znát.
Na Obr. 1 ukazuje experimentální oscilogramy rychlosti elektrického pohonu při zkratu rotoru a při odpojení jedné z fází v rotoru.
Rýže. 1. Experimentální oscilogramy rychlosti elektropohonu při zvedání jmenovité zátěže 0-3P: 1-rotorové kroužky jsou zkratovány; 2. jedna z fází rotoru je odpojena.
Z oscilogramů je vidět, že zrychlení elektropohonu ve směru stoupání s přerušenou fází v rotoru trvá asi 1,5x déle než u plně zkrácených kroužků. Z hlediska ochrany před padajícími břemeny je však takový režim přijatelný.
Je třeba také poznamenat, že statorový proud měřený měničem při ztrátě fáze se neliší od proudu v symetrickém režimu, i když teoreticky by jeho hodnota měla být vyšší. Tepelná ochrana elektromotoru je založena na výpočtu I2t, proto jeho provoz v tomto režimu neproběhne.
Ztráta fáze v rotoru tak nemusí servisní personál zaznamenat a motor může být poškozen přehřátím. Jako ochranu proti takovému režimu je možné navrhnout zařazení tepelného relé do obvodu statoru nebo rotoru, toto řešení však vyžaduje experimentální ověření.