Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
 
 


 

Электропривод

 

Регулирование угловой скорости асинхронного электродвигателя изменением числа пар полюсов на статоре



Регулирование угловой скорости асинхронного электродвигателя изменением числа пар полюсов на статореС увеличением числа пар полюсов угловая скорость поля уменьшается, следовательно, снижается и скорость ротора асинхронного электродвигателя. Специально выпускают двухскоростные асинхронные электродвигатели, обмотки статора которых состоят из отдельных частей. Их можно пересоединять по двум разным схемам: звезда и двойная звезда (рис. 1, а, б) или треугольник и двойная звезда (рис. 1, б, г).

При двойной звезде скорость поля всегда в два раза больше, чем при звезде или треугольнике. Однако эти переключения неравнозначны. Дело в том, что максимально допустимый момент при длительной работе определяется максимально допустимым фазным током по условиям нагрева обмоток и зависит от потока статора, пропорционального квадрату фазного напряжения. От тех же величин зависит и длительно допустимая мощность.

Если переключать обмотки электродвигателя со звезды на двойную звезду, то фазное напряжение не изменится, а при переходе с треугольника на двойную звезду оно уменьшается в 3 раз. Но при двойной звезде ток в каждой фазе можно допустить в два раза больший, чем в звезде или треугольнике, так как каждая фаза состоит из двух параллельных ветвей. Тогда получим, что при переходе со звезды на двойную звезду скорость и мощность увеличиваются в два раза, следовательно, критический момент остается постоянным (М = Р/ω= const).

Схемы соединения обмоток статора асинхронного электродвигателя в звезду (а) и двойную звезду (б), в треугольники (в) и двойную звезду (г)

Рис. 1. Схемы соединения обмоток статора асинхронного электродвигателя в звезду (а) и двойную звезду (б), в треугольники (в) и двойную звезду (г)

Если переключать с треугольника на двойную звезду, то фазное напряжение уменьшается в √3 раза. Тогда даже при двойном фазном токе мощность увеличится только в 2/√3 = l,18 раза и ее можно считать неизменной. В этом случае при увеличении угловой скорости в два раза мощность почти по изменяется, а момент уменьшается приблизительно в два раза. Таким образом, целесообразно применять для привода подъемных устройств двигатели, обмотки которых соединены в звезду, а для привода станков двигатели, статорные обмотки которых соединены в треугольник.

Паспортные данные многоскоростного двигателя

Рис. 2. Паспортные данные многоскоростного двигателя

Бывают асинхронные электродвигатели с двумя обмотками на статоре, изолированными друг от друга, причем одна из них без переключения, а вторая с переключением полюсов. Тогда получаются трехскоростные двигатели. Если же обе обмотки имеют переключение полюсов, то двигатели получаются четырехскоростными. В некоторых случаях используют две изолированные обмотки с разным числом пар полюсов p без переключения. Например, в лифтовых двигателях p1 = 3, а р2=12, что соответствует синхронной частоте вращения 1000 и 250 об/мин.

На рис. 3, а изображены механические характеристики для двухскоростного двигателя с переключением со звезды на двойную звезду, а на рис. 3, б — при переключении с треугольника на двойную звезду.

 Механические характеристики асинхронных электродвигателей при переключении со звезды на двойную звезду (а) и с треугольника на двойную звезду (б)

Рис. 3. Механические характеристики асинхронных электродвигателей при переключении со звезды на двойную звезду (а) и с треугольника на двойную звезду (б)

В случае быстрого перехода с большей скорости на меньшую двигатель некоторое время работает в тормозном режиме. Действительно, если скорость поля уменьшить, то в первый момент ротор продолжает вращаться с прежней скоростью.

Двигатель мгновенно переходит с одной характеристики на другую, т.е. из точки 1 в точку 2 (рис. 3, а). Затем следует рекуперативное торможение (точки 2, 3, 4), в точке 5 он начинает работать в установившемся режиме. Если же переключать с меньшей скорости на большую, то двигатель мгновенно переходит из точки 5 в точку б, затем следует разгон (точки 6 и 7), а в точке 1 опять наступает установившийся режим.