Экспериментальные исследования двухскоростного электродвигателя 4А132M6У3

Множество асинхронных двигателей, эксплуатируемых в странах СНГ (до 60%), имеют вентиляторную нагрузку и ежегодно потребляют около 25 % всей электроэнергии, вырабатываемой энергосистемами этих стран. Высокое энергопотребление этих объектов придает важное народнохозяйственное значение проблеме экономии электроэнергии. В настоящее время наряду с частотным регулированием получили распространение электроприводы с многоскоростными двигателями. Эти приводы имеют ряд таких достоинств, как относительная дешевизна и простота в управлении и эксплуатации, а также большая эффективность с точки зрения экономии электроэнергии при менее жестких требованиях к электроприводу [1, 2].

Научной группой кафедры «Электроснабжение» Ташкентского государственного технического университета разработана и проанализирована схема полюсопереключаемых обмоток на соотношение полюсов 5/6 при 54 пазах статора для двухскоростного асинхронного двигателя [3].

Для улучшения электромагнитных свойств обмотки была использована базовая схема « YYY/YYY с дополнительными ветвями» . Полученная полюсопереключаемая обмотка абсолютно симметрична по отношению к источнику питания со стороны обеих полюсностей. Обмоточные коэффициенты полюсопереключаемой обмотки соответственно равны k об1ср =0,833 и k об2 =0,827 [4, 5].

Была создана модель нового двигателя и с использованием конструктивных данных серийного асинхронного двигателя рассчитаны типа 4А132M6У3 статические и динамические характеристики. На рис. 1, 2 показаны рабочие характеристики нового ДД, построенные по результатам экспериментальных исследований.

Как показали экспериментальные исследования нового двигателя 4A132M6У3 со стороны р₁ =5 пар полюсов полезная мощность достигает значения Р₂ =2,5 кВт при КПД η =77%, cos ϕ =0,71, I₁ =6,27 А и скольжении s =5,6%, а со стороны р 2 =6 пар полюсов двигатель может развить мощность Р 2 =2 кВт при КПД η =76%, cos ϕ =0,68, I 1 =6 А и скольжении s =5,8%.

I 1      η cosφ    s     M

P 2, (Вт)

Рис.1. Рабочие характеристики нового ДД со стороны р1=5 полюсов

I        η    cosφ       _{s    M}

Рис.2. Рабочие характеристики нового ДД со стороны р 2 =6 полюсов

Для подробного изучения работы новой системы электропривода с двухскоростным асинхронным двигателем на соотношение полюсов 5/6 были проведены исследования в динамических режимах. Как показали результаты экспериментальных исследований время пуска при прямом пуске на 500 и 600 оборотах находятся в допустимых пределах.

На рис.3а и б показаны кривые изменения тока статора и частоты вращения ротора в зависимости от времени при пуске из состояния покоя электродвигателя типа 4А132М6У3 со стороны p 1 =5 полюсности. Как можно заметить из этой кривой переходной процесс начинается с 3мс при этом амплитудное значение тока достигает 32,5 А, а наступление установившегося режима работы двигателя происходит 125 мс, амплитудное значение номинального тока 7,5 А, частота вращения ротора 600 об/мин.

На рис.4а и б показаны кривые изменения тока статора в зависимости от времени при пуске из состояния покоя электродвигателя типа 4А132М6У3 со стороны p2=6 полюсности. Как можно заметить из этой кривой переходной процесс начинается с 4мс при этом амплитудное значение тока достигает 26 А, а наступление установившегося режима работы двигателя происходит 125 мс, амплитудное значение номинального тока 4 А, частота вращения ротора 500 об/мин.

а)                                             б)

Рис.3. Пуск двигателя на полюсности p1=5: а-кривые изменения тока статора;

б-кривая изменения частоты вращения ротора

а)

б)

Рис.4. Пуск двигателя на полюсности p2=6: а-кривые изменения тока статора; б-кривая изменения частоты вращения ротора

Таким образом, как показали испытания на действующих установках в промышленных условиях, все электропривода вентиляторов на основе ДД с полюсопереключаемой обмоткой полностью удовлетворяют всем основным требованиям, предъявляемым к электроприводу вентиляторов.