Исполнительные асинхронные двигатели. Принципы управления исполнительными асинхронными двигателями

Двухфазные асинхронные двигатели получили наи­большее применение в качестве исполнительных двига­телей. На статоре такого двигателя расположена двух­фазная обмотка. Одна из обмоток фазы статора - это обмотка возбуждения 0В. Она постоянно включена в сеть переменного тока на неизменное на­пряжение U1. Другая обмотка фазы статора — это об­мотка управления ОУ, на нее подают сигнал управления напряжением Uy от блока управления БУ Для работы асинхронного исполнительного двигателя необходимо, чтобы обмотка статора создавала вращаю­щееся магнитное поле. Условие возникновения такого поля - наличие в двигателе пространственного и вре­менного сдвига МДС обмоток фазы статора. Пространственный сдвиг МДС обеспечивается конструк­цией двигателя: обмотки фазы статора расположены так, что их оси сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 90 эл. град. Временной (фазовый) сдвиг МДС создается включением обмоток статора по специальным схемам, содержащим фазовращатель или фазосдвигающий конденсатор в цепи одной из обмоток фазы. Для управления асинхронными исполнительными дви­гателями применяют три способа: амплитудный, фазо­вый и амплитудно-фазовый.

При амплитудном управлении напряжение управле­ния Uу независимо от его значения имеет фиксиро­ванный фазовый сдвиг на 90° относительно напряже­ния U1. Управление исполнительным дви­гателем выполняется

путем изменения значения (ампли­туды) напряжения управления. Изменение частоты вращения и электромагнитного момента вызвано тем, что при равенстве МДС обмоток фазы статора (Fу = fв) вращающееся поле в двигателе круговое, а при изменении напряжения Uy равенство нарушается, поле становится эллиптическим и на ротор двигателя действу­ют не только прямой (вращающий), но и обратный (тормозящий) момент. Реверс двигателя при амплитудном управлении достигается изменением фазы Uy на 180°. Относительное значение напряжения управления при амплитудном управлении определяется эффективным коэффициентом сигнала aе=k Uу/U1, где к=kобв*wв/(кобу*wу),кобв и koбу — обмоточные коэффициенты обмоток возбуж­дения и управления; wв и wу число витков в этих обмотках. Круговое вращающееся поле статора соответствует ае=1. При фазовом управлении напряжение управления имеет постоянное значение (амплитуду) Uy=U1/k, управление двигателем выполняется путем изменения угла фазового сдвига этого напряжения относительно U1 в диапазоне b =0 —90° (рис. в). Коэффициент сигнала при фазовом управлении а = sinb. При фазовом сдвиге между напряжениями Uу и U1 на угол b = 90° вращающееся поле статора круговое и а=1. Если b<90°, магнитное поле статора становится эллиптиче­ским, если b =0—пульсирующим. Если b<0, т. е. угол фазового сдвига отрицательный, то двигатель из­меняет направление вращения ротора. При амплитудно-фазовом управлении в цепь обмотки возбуждения 0В включают фазосдвигаю­щий конденсатор С. При изменении значе­ния (амплитуды) напряжения управления Uу изменяется ток в обмотке управления и возбуждения: это приводит к изменению как величины, так и фазы напряжения на обмотке возбуждения Uв. Емкость кон­денсатора С выбирается такой, чтобы при номинальном напряжении управления Uном и неподвижном роторе( n2=0) вращающее поле двигателя было круговым. Этому режиму соответствует коэффициент сигнала а=а0. Сравнение способов а)линейность механ и регул хар-к выше всего при фазовом управлдении(ампл-фаз самое большое отклонение) б) Мощность при ампл и ампл-фаз практически одинакова и пропорц квадрату коэф сигнала, при фаз сигнал не влияет на мощность. В) наиболее прост фазовый, так как не требует спец. Средств для сдвига фаз между напряжением управления и возбуждения.