Управление скоростью асинхронного двигателя PSC (Вопросы работы при большом скольжении)

Асинхронные двигатели обычно работают с синхронной скоростью, поскольку большинство типов двигателей (CS/CSCR/Permanent Split Phase) имеют высокие крутящие моменты на низких оборотах. С другой стороны, двигатель PSC не имеет большого крутящего момента на низких оборотах.

Для приложений FAN не требуется большого пускового момента, это означает, что вы можете работать со значительным отставанием от синхронной скорости (снижением скорости) за счет снижения момента, создаваемого катушками, не опасаясь остановки двигателя.

(Синхронная скорость двигателя останется ОДИНАКОВОЙ при ЛЮБОМ подаваемом напряжении, но результирующая рабочая скорость может значительно отличаться при использовании конфигураций крутящего момента катушки с меньшей мощностью. кривой.) Моментом катушки можно управлять, изменяя напряжение, подаваемое на катушки.

Вот зависимость крутящего момента двигателя от нагрузки вентилятора при различных рабочих напряжениях.

Крутящий момент двигателя в зависимости от нагрузки вентилятора

После долгих исследований в обычных (менее 1 л.с.) 3-скоростных двигателях PSC управление скоростью осуществляется с помощью дополнительных обмоток на 2 из 4 полюсов ГЛАВНОЙ ОБМОТКИ.

Вот схема двигателя:

{Схема подключения двигателя PSC

Электропроводка двигателя (красный = основная обмотка, черный = вспомогательная обмотка, синий = дополнительные обмотки управления скоростью)

У меня есть несколько вопросов

1) Кажется, что снижение напряжения, питающего основную + вспомогательную обмотки, происходит только из-за сопротивления двух дополнительных катушек (синие). Есть ли что-нибудь существенное в индуктивности этих обмоток? (Будет ли резистивный делитель напряжения иметь такие же потери производительности и эффективности?

2) Если обойти дополнительные обмотки, можно ли вместо этого подключить трансформатор ИЛИ диммер (симистор) к линейному входу HIGH и добиться такого же управления скоростью, но с большей эффективностью?

3) Какое скольжение может быть достигнуто? При добавлении трансформатора или диммера к линейному входу можно ли достичь скорости ниже той, которая встроена в двигатель через провод низкой скорости?

4) Что происходит с КПД двигателя при большом скольжении?

Я искал часы в Google, но так и не смог найти ответы.

Ответы (3)

Вы должны понимать, что асинхронный двигатель — это просто трансформатор с нечетной вращающейся короткозамкнутой вторичной обмоткой.

  1. Эти дополнительные первичные обмотки магнитно связаны с основной обмоткой, и, таким образом, устройство работает как автотрансформатор ( плюс основной трансформатор с нечетной вращающейся короткозамкнутой вторичной обмоткой).
  2. Вы получаете более точное управление скоростью при несколько меньшей эффективности. Но главная проблема симисторного диммера — это напряжение, и в результате токи становятся несинусоидальными, из-за чего мотор слышно тарахтит. Вот почему потолочные вентиляторы обычно не используют этот метод.
  3. Чем больше скольжение, тем больше потери в роторе. Поскольку вентилятор на оси двигателя менее эффективен на более низких скоростях, это двойной штраф.
  4. Электрическая мощность, поступающая в асинхронный двигатель, практически не зависит от скорости. (Конечно, при более низком напряжении электрическая мощность также ниже.) Все, что не превращается в механическую энергию, превращается в тепло. Таким образом, вы не хотите постоянно эксплуатировать асинхронный двигатель при скольжении более 10%. Потолочные вентиляторы, кажется, являются единственным исключением, потому что люди требуют этого.
После того, как я посмотрел, что такое автотрансформатор, я понял, что происходит. Типичный трансформатор имеет две обмотки. Автотрансформатор представляет собой одну обмотку. В автотрансформаторе «используемая высота»/импеданс общей входной и выходной обмотки определяет коэффициент трансформации. Автотрансформатор в двигателе работает аналогично обычному трансформатору, подключенному к входу линии скорости H. — почему скорость вращения вентилятора пропорциональна его механическому КПД?? Я бы не подумал, что более низкая скорость вращения вентилятора приведет к снижению механической эффективности или значительному снижению эффективности. — Попробую трансформатор.
Количество перемещаемого воздуха примерно пропорционально механической мощности вентилятора. Это само по себе уже означает, что на более низких скоростях он ниже. Но поскольку вентилятор имеет квадратичную зависимость крутящего момента от скорости, количество воздуха зависит от скорости в третьей степени. → Если вы планируете эксплуатировать двигатель на низких скоростях, вам придется увеличить размер охлаждающего вентилятора или использовать внешний вентилятор или редуктор только для вентилятора.
Но я не хочу держать cfm постоянным. Я снижаю скорость двигателя, чтобы снизить скорость вращения вентилятора, чтобы перемещать меньше воздуха, но в конечном итоге производить меньше шума. У меня нормальное кровообращение.
Вопрос в том, в порядке ли двигатель с меньшей циркуляцией. Он нагревается, если скольжение идет вверх.
Можете ли вы немного объяснить концепцию автотрансформатора, я пытаюсь понять, что происходит внутри двигателя, когда питание подается на разные отводы. Каждый отвод имеет разное сопротивление, однако, когда мы подаем, скажем, 120 В на любой из отводов, напряжение понижается/повышается, как в автотрансформаторе, или оно равно 120, а также какова нагрузка в этом случае, не так ли? обмотка конденсатора или это не электрически связанный ротор? Является ли разница в скорости просто из-за более низких токов из-за более высоких сопротивлений, что приводит к более слабому магнитному полю и, следовательно, к меньшему крутящему моменту?
Дело не в сопротивлении, а в выборе напряжения. Также в примечании автотрансформатора речь шла об основной обмотке и дополнительных обмотках слева, а не о вспомогательной обмотке. Те дополнительные обмотки слева соединены встречно-последовательно. Это означает, что если вы использовали, например, «низкое» и «нейтральное» соединения, часть магнитного потока, идущего от основной обмотки, компенсируется противопотоком, идущим от дополнительных обмоток, и, таким образом, двигатель «видит» меньшее напряжение. .
Причина, по которой это делается с антипоследовательными обмотками вместо последовательных, заключается в экономии меди. Если вы соедините все обмотки последовательно, дополнительные обмотки должны быть использованы с наибольшей настройкой напряжения и, следовательно, наибольшей мощностью. Это означало, что все обмотки должны были иметь одинаковое сечение провода. С антипоследовательным приемом вы можете использовать более тонкий провод для дополнительной обмотки, потому что они используются только в режиме малой мощности.

Я не верю, что вы правильно описали связь. Я не думаю, что полюса соединены по-разному. Эффект подключения низкого и среднего уровня почти такой же, как и при внешнем снижении напряжения с помощью регулятора яркости или последовательного сопротивления. Однако метод последовательного сопротивления будет иметь дополнительные потери в резисторах, а управление диммером также будет иметь дополнительные потери.

Наименьшая скорость, которая может быть достигнута, определяется характеристиками двигателя и нагрузки. Двигатель должен быть точно подобран к нагрузке. Вполне вероятно, что попытки снизить скорость ниже установленной на заводе низкой скорости будут не очень эффективными.

КПД двигателя при более низком скольжении ниже, но такой тип управления скоростью используется только для вентиляторов и центробежных насосов, которые, естественно, потребляют гораздо меньше энергии при более низких скоростях. Мощность привода вентилятора пропорциональна кубу скорости. Приведение в действие вентилятора на половинной скорости требует одной восьмой мощности, требуемой на полной скорости. В результате снижение КПД двигателя не приводит к увеличению общей потребляемой мощности.

ИМО конденсатор там для того, чтобы генерировать фазовый сдвиг на 90 ° (в то время как это также уменьшит напряжение, которое компенсируется другой конструкцией вспомогательной обмотки).

Разве нельзя отключить конденсатор и добиться фазового сдвига и снижения напряжения с помощью модифицированного трехфазного VFC, используя только два выхода?

VFC может поддерживать фазовый сдвиг, регулируя частоту для снижения скорости. Выходные напряжения должны были бы быть уменьшены с уменьшением скорости из-за более низкого сопротивления индуктивности обмоток. Магнитные потери должны уменьшаться при более низкой частоте и меньшей генерируемой мощности, поэтому омические потери должны доминировать в выделении тепла.

Поскольку омические потери пропорциональны току обмотки, выходное напряжение модифицированного VFC можно регулировать, чтобы поддерживать эффективный ток на том же уровне, что и при использовании стандартной частоты и напряжения. Таким образом, двигатель не должен перегреваться и при этом иметь достаточно высокий крутящий момент. Это все равно будет намного меньше крутящего момента, чем при номинальной скорости, но не слишком меньше оптимального при желаемой скорости (поскольку магнитные потери могут быть уменьшены, могут быть допустимы более высокие омические потери). Кроме того, если двигатель работает на более низкой скорости, охлаждение также может быть немного менее эффективным.

Добро пожаловать в EE.SE. Мы склонны думать, что конденсатор дает фазовый сдвиг на 90°, но когда он включен последовательно с индуктивностью обмотки, он будет намного меньше, чем это, но достаточно, чтобы задать направление вращению. Я могу придумать проблему с вашей идеей трехфазного VFC: у большинства нет нейтрали, а использование всех трех фаз означает, что напряжение будет неправильным.
Разве они не могут контролировать амплитуды? Двигатель PSC имеет 3 клеммы, поэтому 3 выхода VFC можно использовать для подачи фактически необходимых напряжений и фаз. Он просто должен предоставить другие, чем те, которые необходимы для стандартного трехфазного двигателя. Есть ли такие с полностью свободно программируемыми выходами?
ЧРП управляют амплитудой с помощью ШИМ, поэтому напряжение, подаваемое на обмотку, будет 2 раз превышает напряжение сети. Для частотно-регулируемого привода с однофазным входом это может быть нормально. Для трехфазного тока пиковое напряжение будет намного выше и может привести к пробою изоляции обмотки.
Управление скоростью асинхронного двигателя PSC (Вопросы работы при большом скольжении)
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v