Frekvenční měniče

1. Frekvenční měniče

Standardní asynchronní motory se navrhují jako jednootáčkové stroje. Při použití motorů při vyšších otáčkách než jmenovitých je nutné toto konzultovat s výrobcem motorů, jinak hrozí zničení rotoru odstředivou silou, zničení ložisek vibrací nebo zvýšeným tepelným namáháním ( cca od 30Hz dochází k významnému poklesu chladících účinků ventilátoru motoru ). Naopak nízké otáčky motoru mohou vést k přehřátí motoru, protože účinek vnitřního chladícího ventilátoru se snižuje se čtvercem snížení otáček. Z tohoto důvodu se doporučuje vybavit motor pozistorovou tepelnou ochranou. Pokud má být motor plně využit při regulaci otáček i při nízkých otáčkách, je žádoucí ho vybavit cizím chlazením.

Pozn.: motory MEZ Mohelnice 4 pólové lze provozovat až do 100 Hz.

8.1 Vlastnosti asynchronního motoru

Standardně vyráběné asynchronní motory s kotvou nakrátko mají fázová vinutí navržena na jmenovité napětí a kmitočet sítě. Má-li takovýto motor pracovat při proměnných otáčkách respektovat vliv změny napětí a kmitočtu na magnetický tok a moment, který je úměrný vektorovému součinu jeho spřaženého toku a fázového proudu.

Velikost magnetického toku je úměrná elektromotorické síle EMS resp fázovému napětí ( pokud zanedbáme činné ztráty na vinutí statoru neboť R.i je zanedbatelné i při jmenovitém i oproti indukovanému napětí ).

EMS = k.Φ.N.f ≈ Uf Uf . . . fázové napětí

E . . . indukované EMS

Φ . . . spřažený magnetický tok na pól

N . . . počet závitů na pól a fázi

f . . . kmitočet

k . . . konstanta

Indukované EMS závisí na:

• spřaženém magnetickém toku na pól

• počtu závitů fázového vinutí

• rychlosti otáčení magnetického pole

I1 I2´

R1 L1σ L1σ´ R2´

IFe Iμ

U1 Uv1 RFe X1h

I10

Obr.2.4.3

Pro náhradní schéma asynchronního motoru je možné psát rovnice:

u1v = N1.dΦh/dt = L1h.di1/dt + M.di2/dt

u2v = N1.dΦh/dt = L2h.di2/dt + M.di1/dt u2v = 0 pro motor s kotvou nakrátko

U1 = ( R1 + jωLσ1 ).I1 + Uv1

0 = ( R2 + jωLσ2 ).I2 + Uv2 Uv1 = 4.44.N1.kv1.Φhm.f1

U1 = ( R1 + jωLσ1 ).I1 + Uv1

0 = ( R2 + jωLσ2 ).I2 + Uv1/p pro uvedené rovnice platí náhr. schéma obr.2.4.3

Z uvedeného vyplývá, že pokud se zvyšuje fázové napětí ( úměrně se zvyšuje i EMS ) a jestliže je kmitočet konstantní, musí se také zvyšovat magnetický tok na pól ( ostatní členy rovnice jsou konstantní ). Z ekonomických důvodů se magnetické obvody standardních motorů konstruují tak, aby pracovní bod na hysterezní křivce ležel v blízkosti stavu nasycení při jmenovitém napětí a kmitočtu. Při jmenovitém kmitočtu nemůže proto další zvýšení napětí úměrně zvýšit moment, ale zvyšuje proud a v důsledku toho i ztráty motoru.

K dosažení optimálního zrychlení nebo rychlé odezvy na zvýšení zatěžovacího momentu, má být magnetický tok Φ s ohledem na větší nabuzovací časy udržován na jmenovité hodnotě a to v souladu s upravenou rovnicí: