비동기식 밸브 캐스케이드가 있는 전기 드라이브
산업계에서는 속도 조정 범위(3:2:1)가 얕은 드라이브, 즉 비동기식 전기 모터를 기반으로 하고 조정 가능한 가변 드라이브 시스템을 나타내는 소위 밸브 캐스케이드가 사용됩니다.
스로틀 및 주파수 조정과 달리 캐스케이드 연결을 사용하면 비동기식 전기 모터가 3상 교류 공급망에 연결됩니다. 이것은 처음 두 드라이브 시스템에 비해 이 드라이브 시스템의 큰 장점입니다. 또한 다른 모든 시스템보다 효율성이 높습니다. 이 장점은 캐스케이드 시스템에서는 슬립 에너지만 변환되는 반면 DC 드라이브 및 가변 주파수 시스템에서는 모터가 소비하는 전체 에너지량이 변환된다는 사실로 설명할 수 있습니다.
슬립 에너지가 저항에서 손실되는 슬립 클러치뿐만 아니라 스로틀 및 가감 저항 액추에이터와 비교할 때 에너지 측면에서 밸브 캐스케이드의 장점은 훨씬 더 높습니다.이러한 시스템의 회전자 회로에 있는 변환기는 속도 제어용으로만 사용됩니다. 비동기식 모터를 사용하여 제작된 이 드라이브를 사용하면 가변 전력으로 고속 시스템을 만들 수 있습니다. 이러한 시스템은 원활한 속도 및 토크 제어를 제공하며 많은 전력 및 접촉 장비가 필요하지 않습니다.
쌀. 1. 캐스케이드 방식: a — 밸브, b — 밸브 기계, c — 단일 밸브 기계
밸브 캐스케이드는 제어력이 낮고 쉽게 자동화되며 동적 특성이 우수합니다.
밸브 캐스케이드에서 회 전자 회로의 주파수 변환기는 유도 전동기의 회전 자속을 생성하기 위해 무효 전력을 순환시키지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 이 플럭스는 고정자 회로에 들어가는 무효 전력에 의해 생성되기 때문입니다.
또한 밸브 스테이지에 사용되는 컨버터는 주어진 제어 범위에 비례하는 전력만을 위해 설계되었습니다. 동시에 주파수 제어 시스템에서 변환기는 자속 생성에 관여하며 설계시 드라이브의 전체 전력을 고려해야 합니다. 가장 간단한 밸브 스테이지 회로는 중간 DC 회로와 밸브 EMF 변환기가 있는 회로입니다.
밸브 회로(그림 A)와 밸브-기계 캐스케이드(그림 B)에서 회전자 전류는 3상 브리지 회로에 따라 정류되고 추가 EMF가 첫 번째 하우징의 정류된 전류 회로에 도입됩니다. 밸브 변환기, 그리고 두 번째는 DC 기계에서. 그림에 표시된 회로. a는 위상 회전자가 있는 유도 전동기 M으로 구성됩니다.
로터 AC 전류가 정류되는 로터 회로에는 밸브 컨버터 V1이 포함되어 있습니다.밸브 컨버터를 사용하면 추가 EMF 소스인 스로틀 L을 통해 인버터(밸브 컨버터 V2)가 켜집니다. 밸브 컨버터 V2는 3상 중성 회로에 따라 변압기 T와 조립됩니다. 일반적으로 소형 장치에 사용됩니다.
이 다이어그램에서 두 밸브 컨버터의 기능이 명확하게 설명됩니다.여기서 VI 밸브는 슬립 주파수 회전자 교류를 직류로 변환하는 정류기 역할을 합니다. 밸브 V2는 스탠딩 로터의 전류를 네트워크 주파수에서 교류로 변환합니다. 즉, 종속 인버터 모드에서 작동합니다.
밸브-기계 캐스케이드(그림 C)에서 밸브 컨버터 V1에 의해 정류된 회 전자 전류를 네트워크 주파수를 가진 교류로 변환하는 것은 직류 기계 G와 동기식 발전기 G1의 도움으로 이루어집니다. . 이 회로에서 기계 G와 G1은 인버터 역할을 합니다.
비동기식 밸브 캐스케이드의 다양한 방식이 개발되었지만 기본적이고 가장 일반적인 방식이 그림 1에 나와 있습니다. 관심 대상은 13kW의 AMVK-13-4 단일 인클로저입니다. 어떤 경우에는 위상 회전자가 있는 유도 모터, DC 기계 및 제어되지 않는 밸브의 회전자 그룹이 이러한 캐스케이드에 배치됩니다.
이 장치는 무단 속도 조절 기능이 있는 AC 모터입니다. 이러한 장치는 상당한 과부하를 극복할 수 있습니다. 캐스케이드는 1400min-1의 공칭 속도, 380V의 공급 전압 및 고정자 회로를 전환하지 않고 1400-650min-1의 조정 범위를 갖습니다.
고정자 권선을 스타에서 델타로 전환할 때 제어 범위는 1400-400min-1이고 토크는 일정하며 장치의 무게는 360kg, 여기 전압은 220V입니다.이 장치는 보호된 블로운 구조를 가지고 있습니다. 이 장치는 드라이브 장치에 적용할 수 있습니다.
본체가 하나인 밸브-기계 캐스케이드의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. V. 비동기 전기 모터의 로터(5)와 DC 기계의 전기자(4)가 하나의 샤프트에 장착됩니다. 일반적인 강철 원통형 베드(6)에는 비동기식 전기 모터의 고정자(7)와 DC 기계의 폴(8)이 장착되어 있다. 컬렉터 9 및 슬라이딩 링 10, 컬렉터 브러시 3 및 비동기 모터 브러시 1은 실리콘 정류기 2를 통해 연결됩니다. 특히 감속 시 기계에서 열을 제거하기 위해 로터와 프레임에 특수 환기 채널이 있습니다.
DC 기계 전기자에 정류된 회전자 전압을 공급하는 브리지 정류기는 에너지 절약이 필수적인 150V의 역전압을 갖는 6개의 VK-50-1.5 밸브로 조립됩니다.
고려된 시스템의 설명된 장점과 함께 밸브 컨버터 및 밸브-기계 드라이브의 높은 비용, 낮은 역률, 드라이브가 회전자 권선 모터의 단락 없이 최대 속도로 작동, 유도 전동기의 낮은 과부하 용량, 구동 모터의 낮은 사용(약 5-7%), 얕은 속도 제어로 시동 특성을 제공하는 특수 시동 수단의 필요성 .