Регулювання кутової швидкості асинхронного електродвигуна зміною числа пар полюсів на статорі

Зі збільшенням числа пар полюсів кутова швидкість поля зменшується, отже, знижується і швидкість ротора асинхронного електродвигуна. Спеціально випускають двохшвидкісні асинхронні електродвигуни. обмотки статора яких складаються з окремих частин. Їх можна виконувати перез'єднання за двома різними схемами: зірка і подвійна зірка (рис. 1, а, б) або трикутник і подвійна зірка (рис. 1, б, г).

При подвійній зірці швидкість поля завжди в два рази більше, ніж при зірці або трикутнику. Однак ці перемикання нерівнозначні. Справа в тому, що максимально допустимий момент при тривалій роботі визначається максимально допустимим фазним струмом за умовами нагріву обмоток і залежить від потоку статора, пропорційного квадрату фазної напруги. Від тих же величин залежить і тривало допустима потужність.

Якщо перемикати обмотки електродвигуна із зірки на подвійну зірку, то фазну напругу не зміниться, а при переході з трикутника на подвійну зірку воно зменшується в √ 3 раз. Але при подвійній зірці ток в кожній фазі можна допустити в два рази більший, ніж в зірці або трикутнику, так як кожна фаза складається з двох паралельних гілок. Тоді отримаємо, що при переході зі зірки на подвійну зірку швидкість і потужність збільшуються в два рази, отже, критичний момент залишається постійним (М = Р / # 969; = Const).

Мал. 1. Схеми з'єднання обмоток статора асинхронного електродвигуна в зірку (а) і подвійну зірку (б), в трикутники (в) і подвійну зірку (г)

Якщо перемикати з трикутника на подвійну зірку, то фазну напругу зменшується в √3 рази. Тоді навіть при подвійному фазному струмі потужність збільшиться тільки в 2 / √3 = l, 18 рази і її можна вважати незмінною. В цьому випадку при збільшенні кутової швидкості в два рази потужність майже по змінюється, а момент зменшується приблизно в два рази. Таким чином, доцільно застосовувати для приводу підйомних пристроїв двигуни, обмотки яких з'єднані в зірку, а для приводу верстатів двигуни, статорні обмотки яких з'єднані в трикутник.

Мал. 2. Паспортні дані багатошвидкісного двигуна

Бувають асинхронні електродвигуни з двома обмотками на статорі, ізольованими один від одного, причому одна з них без перемикання, а друга з перемиканням полюсів. Тоді виходять тришвидкісні двигуни. Якщо ж обидві обмотки мають перемикання полюсів, то двигуни виходять ЧОТИРИШВИДКІСНОМУ. У деяких випадках використовують дві ізольовані обмотки з різним числом пар полюсів p без перемикання. Наприклад, в ліфтових двигунах p 1 = 3, а р2 = 12, що відповідає синхронної частоті обертання 1000 і 250 об / хв.

На рис. 3. а зображені механічні характеристики для двохшвидкісного двигуна з перемиканням з зірки на подвійну зірку, а на рис. 3. б - при перемиканні з трикутника на подвійну зірку.

Мал. 3. Механічні характеристики асинхронних електродвигунів при перемиканні із зірки на подвійну зірку (а) і з трикутника на подвійну зірку (б)

У разі швидкого переходу з більшою швидкості на меншу двигун деякий час працює в гальмівному режимі. Дійсно, якщо швидкість поля зменшити, то в перший момент ротор продовжує обертатися з колишньою швидкістю.

Двигун миттєво переходить з однієї характеристики на іншу, тобто з точки 1 в точку 2 (рис. 3. а). Потім слід рекуперативного гальмування (точки 2, 3. 4), в точці 5 він починає працювати в сталому режимі. Якщо ж перемикати з меншою швидкості на велику, то двигун миттєво переходить з точки 5 в точку б, потім слід розгін (точки 6 і 7), а в точці 1 знову настає сталий режим.