Регулювання швидкості зміною числа пар полюсів обмотки статора

Фазні обмотки статора, вкладені в пази сердечника статора, являють собою потужні електромагніти. Зменшуючи число пар полюсів обмотки статора, можна збільшувати швидкість двигуна, і навпаки зменшити, відповідно до вираження (16-1)

n = 60f (1 - s) / р.

Для отримання кілька швидкостей електродвигуна застосовують два способи:

1. Розміщують на статорі окремі обмотки в кількості, що дорівнює числу швидкостей. Ці обмотки мають різне число пар полюсів і при роботі двигуна включаються по черзі. Наприклад, на судах застосовуються двигуни серії МАП на дві або три швидкості (М - морський, А - асинхронний, П - полюс-перемикається);

2. На статорі розміщують обмотку, схему якої можна змінювати по одному з двох варіантів:

а) перемикання обмотки з «зірки» на «подвійну зірку»;

б) переключення обмотки з «трикутника» на «подвійну зірку».

У таких двигунів, що допускають зміна схеми обмотки, кожна фазна обмотка складається з двох однакових частин (секційних груп) з висновками Н1-К1, Н2-К2 (Н - початок, К - кінець).

Мал. 16.1 Схема перемикання секційних груп обмотки статора з послідовного (а) на паралельне (б) з'єднання; Н і К - початку і кінці секційних груп

Пояснимо принцип зміни числа пар полюсів на прикладі лише однієї фазной обмотки (ріс.16.1).

Нехай секційні групи з'єднані послідовно за допомогою перемички К1 - Н2, а на висновки Н1 і К2 підключений до джерела живлення (рис. 9.18, а). Поставивши собі за довільно обраним напрямом струму в сторонах секцій (позначено стрілками), перенесемо ці напрямки в поперечні перерізу провідників секцій у верхній частині у вигляді хрестиків і точок.

За правилом свердлика знайдемо напрямок магнітних силових ліній навколо кожного провідника зі струмом. Поруч розташовані силові лінії дозволять визначити стан електромагнітних полюсів обмотки статора. На рис. 16.1 а таких полюсів - чотири (2р = 4), тому синхронна частота обертання ротора складе (число пар полюсов2, р = 2)

n = 60f / р = 60х50 / 2 = 1500 об / хв.

При переході від послідовного з'єднання до паралельному з'єднанню треба з'єднати перемичками висновки Н1 і К2 (а не Н1 і Н2) і К1 і Н2 (а не К1 і К2) (рис. 16.1 б).

Повторюючи зроблені вище міркування, можна знайти, що при переході від послідовного до паралельного з'єднання секційних группчісло полюсів уменьшілосьв 2 рази (число пар полюсів після перемикання получілось1. Р = 1, 2р = 2), тому синхронна частота обертання ротора складе

n = 60f / р = 60 * 50/1 = 3000 об / хв.

Регулювання швидкості асинхронного двигуна зміною числа пар полюсів шляхом перемикання обмотки статора з «зірки» на «подвійну зірку»

При перемиканні обмотки статора першим способом, шляхом перемикання обмотки статора з «зірки» на «подвійну зірку», двигун при пуску включають в мережу за схемою «зірка» (рис. 16.1а), при цьому харчування мережі подається на виводи С1, С2 і С3. Секційні групи Н1-К1 і Н2-К2 в кожній з трьох фазних обмоток з'єднані послідовно.

Для переходу на «подвійну зірку» надходять таким чином:

а) знімають харчування з висновків С1, С2 і С3;

б) за допомогою контактів першого триполюсного контактора з'єднують разом висновки Н1 і К2; в) за допомогою контактів другого триполюсного контактора подають харчування на середні висновки С4, С5 і С6 фазних обмоток.

В результаті цих перемикань секційні групи в кожній фазной обмотці з'єднуються паралельно. в цілому утворюючи дві «зірки». включені паралельно.

Перехідний процес протікає по траєкторії «0АВСD» ріс.16.2. При пуску двигун включають «зіркою», він переходить з точки «0» в точку «А», розвиваючи пусковий момент, який виражається відрізком «0А».

Ріс.16.2 Схеми включення і механічні характеристики асинхронного двигуна при перемиканні обмотки статора з «зірки» на «подвійну зірку» (а) і з «трикутника» на «подвійну зірку» (б)

Оскільки в точці «А» пусковий момент більше номінального М, двигун розганяється по ділянці «АВ» до швидкості. У точці «В» настає сталий режим на «зірці» при номінальній швидкості.

При перемиканні обмотки на «подвійну зірку» двигун при сталості швидкості переходить з точки «В» в точку «С», після чого розганяється до точки «D», в якій настає сталий режим на «подвійній зірці» при швидкості.

Швидкість обертання ротора для з'єднання фаз статора подвійний звездойувелічівается в два рази.

При всіх переходах двигун необхідно використовувати повністю, тобто залежить від навантаження струм статора повинен бути рівний номінальному струму, на який розрахована обмотка статора.