3. Регулювання швидкості обертання аеп змінного струму.

3.1. Регулювання асинхронного електропривода перемиканням числа полюсів.

З вираження для кутової швидкості асинхронного двигуна

Випливає, що кутову швидкість можна регулювати, змінюючи число пар полюсів , якщо задано частоту живильної мережі й мало змінюється ковзання . Число пар полюсів може бути тільки цілим числом, тому регулювання кутової швидкості виявляється східчастим. Такий спосіб регулювання реалізується практично у двигунах з короткозамкненим шаром, де перемикання полюсів виробляється в обмотці статора, а обмотка ротора при цьому автоматично пристосовується до обраного числа полюсів.

На рис. 4.5 дані найбільш уживані схеми перемикання обмоток статора. При перемиканні з одного числа полюсів на інше зберігається той же напрямок обертання двигуна.

Якщо застосовується схема перемикання, що відповідає рис. 4.5 а або б, то в цьому випадку номінальні моменти, що розвивають двигуни при подвійному й одинарному числах полюсів, приблизно однакові, а його механічні характеристики мають вигляд, показаний на рис. 4.6 ліворуч.

Рис. 4.5. Схеми перемикання обмоток статора.

Перемикання обмоток статора по схемах, зображеним на рис. 4.5 а и в, дає можливість одержати момент, удвічі більший при подвійному числі полюсів у порівнянні з одинарним. Це означає, що зі зменшенням номінальної кутової швидкості в 2 рази відповідно зростає номінальний момент (рис. 4.6 праворуч).

Схеми перемикання, показані на рис. 4.5, відповідають використанню однієї обмотки на статорі, що дає тільки дві швидкості, відношення яких дорівнює. 2. Такі двигуни називаються двох швидкісними. Випускаються також серійні двигуни трьох - і чотирьох швидкісними порівняно невеликої потужності. Ці двигуни можуть мати дві незалежні обмотки на статорі, кожна з яких (або одна з них) виконується полюсопереключаемой.

Рис. 4.6. Механічні характеристики АД для схем рис. 4.5.

Мінімальна синхронна частота обертання, з якої випускаються полюсопереключаемі двигуни широкого призначення, дорівнює 500 об/хв. Двигуни спеціального призначення мають меншу частоту обертання. Максимальна частота обертання становить 3000 об/хв. Очевидно, що при заданій потужності зниження нижньої межі частоти обертання приводить до збільшення габаритів двигуна й погіршенню його енергетичних показників.

Точність регулювання визначається статизмом на даній характеристиці й оцінюється ковзанням, що у середньому становить: для багато швидкісних двигунів малої потужності - 0,05, середньої потужності - 0,03, тобто точність виявляється порівняно високою.

Практично діапазон регулювання перемиканням полюсів не перевищує 6:1 (3000 : 500 об/хв). Напрямок регулювання при цьому способі є умовним і залежить від того, при якому числі полюсів кутова швидкість для механізму прийнята номінальної (основний).

Регулювання кутової швидкості перемиканням полюсів є не плавним, а східчастим. Разом з тим розглянутий спосіб регулювання є досить економічним і відрізняється механічними характеристиками з великою жорсткістю. Двигуни з перемиканням полюсів знаходять застосування там, де не потрібно плавного регулювання швидкості. Вони застосовуються для вентиляторів, насосів, піднімальних пристроїв.