O uso de motores de indução de rotor bobinado como parte de um inversor de frequência variável

Ao atualizar os acionamentos elétricos do guindaste, a fim de reduzir custos, é racional usar motores assíncronos de guindaste existentes e em funcionamento. A maioria das torneiras domésticas são geralmente equipadas com motores de rotor de fase das séries MT e 4MT.

De interesse é a possibilidade de usar motores assíncronos de guindaste com um rotor travado por fase como parte de um acionamento elétrico controlado por frequência. Atualmente, a LLC «Cranpriborservice» tem experiência positiva na operação de motores assíncronos com potência de até 55 kW com rotor de fase em curto-circuito quando alimentados por conversores de frequência.

Tal solução técnica foi feita durante a modernização de guindastes anteriormente equipados com sistemas de acionamento de guindastes tradicionais baseados em um motor assíncrono com rotor de fase.Para reduzir o custo de tal atualização, foram economizados motores elétricos e, em alguns casos, resistores de lastro, que, após verificar os cálculos e alterar o esquema de conexão, foram usados ​​​​como resistores de frenagem.

Do ponto de vista energético, os motores elétricos de rotor bobinado das séries MT e 4MT são ainda mais preferíveis que os motores elétricos de gaiola da mesma série, pois possuem menor resistência ativa do enrolamento do rotor e, portanto, menores perdas no cobre do rotor em equilíbrio.

Um motor elétrico de rotor bobinado selecionado para operação em um sistema de guindaste tradicional com acionamento elétrico com regulagem de reostato, ao alternar para energia de um conversor de frequência (se o modo de operação do mecanismo não for excedido) sempre tem um nível mais baixo de partida. até perdas.

Na maioria dos casos, as atualizações do guindaste são realizadas para estender a faixa de controle de velocidade para operações de montagem precisas ou ao transferir o guindaste para o chão. Nesse caso, o modo de operação do guindaste, via de regra, é inferior ao estabelecido durante sua fabricação. Com o controle vetorial, as perdas em estado estacionário também são reduzidas, pois o consumo de energia no acionamento elétrico é otimizado com carga parcial.

Há uma opinião de que a tensão pulsa em modulação de largura de pulsoaplicado aos enrolamentos do motor leva ao envelhecimento acelerado do isolamento. Neste caso, recomenda-se a utilização de “motores elétricos especiais para operação como parte de inversores de frequência”.É verdade que a classe de isolamento de tais motores elétricos não difere da classe de isolamento dos motores elétricos domésticos das séries MT e 4MT. Mais de dez anos de operação de motores elétricos de rotor de fase com anéis em curto-circuito como parte de uma unidade de frequência variável mostraram sua alta confiabilidade.

Uma característica do projeto de motores com rotor de fase é a presença de anéis coletores e escovas. Portanto, um circuito aberto de uma das fases do rotor dessas torneiras devido ao desgaste das escovas ou danos ao porta-escovas parece muito provável.

Para estabelecer a operacionalidade do acionamento elétrico em caso de perda de fase do rotor, foi realizado um experimento no estande da Cranpriborservice LLC com acionamento elétrico do mecanismo de elevação com conversor de frequência do tipo Altivar 71 e motor de 55 kW. A lei de controle do motor elétrico é vetorial Antes de levantar uma carga nominal "do peso", uma das fases em curto-circuito do rotor do motor de 55 kW foi desconectada.

O acionamento elétrico foi então ligado na direção ascendente a uma frequência de 25 Hz. Ao mesmo tempo, o acionamento elétrico acelera na direção da subida, mas as flutuações na velocidade são perceptíveis.

Na fig. 1 mostra os oscilogramas experimentais da velocidade do acionamento elétrico com o rotor em curto-circuito e quando uma das fases do rotor é desconectada.

Arroz. 1. Oscilogramas experimentais da velocidade do acionamento elétrico ao elevar a carga nominal 0-3P: os anéis de 1 rotor estão em curto-circuito; 2. uma das fases do rotor é desconectada.

A partir dos oscilogramas, pode-se ver que a aceleração do acionamento elétrico na direção de subida com uma fase quebrada no rotor dura cerca de 1,5 vezes mais do que com anéis totalmente encurtados. No entanto, do ponto de vista da proteção contra cargas em queda, tal regime é aceitável.

Deve-se observar também que a corrente do estator medida pelo conversor durante a perda de fase não difere da corrente no modo simétrico, embora teoricamente seu valor deva ser maior. A proteção térmica do motor elétrico é baseada no cálculo de I2t, portanto seu funcionamento neste modo não ocorrerá.

Assim, a perda de fase no rotor pode não ser percebida pelo pessoal de serviço e o motor pode ser danificado por superaquecimento. Como proteção contra tal modo, é possível propor a inclusão de um relé térmico no circuito do estator ou rotor, mas esta solução requer verificação experimental.