1.Переключение секций одной обмотки

Обмотка каждой фазы делится на две равные части, в одной из которых изменяется направление тока, путем переключения с последовательного на параллельное соединение (рис.11.1). Такое переключение приводит к уменьшению числа пар полюсов в 2 раза и следовательно к увеличению частоты вращения двигателя вдвое.

Рис. 11.1. Переключения секций обмотки статора с последовательного а) на параллельное б) соединение.

Практически пересоединение статорных обмоток производится переключением их с одиночной звезды на двойную или с треугольника на двойную звезду. В первом случае двигатель будет работать с постоянной мощностью, во втором с постоянным моментом.

Переключение обмотки статора со звезды на двойную звезду

Схема двухскоростного AD при переключении обмотки статора со звезды на двойную звезду показана на (рис.3.8).

При замыкании выключателя В₂ обмотка статора соединяется по схеме звезда, а при замыкании выключателя В₁ и В₃по схеме двойная звезда. При этом обе звезды включаются параллельно, в результате число полюсов обмотки статора уменьшается в 2 раза, а частота вращения увеличивается вдвое.

При таком переключении обмоток, фазное напряжение U_ф остается неизменным соответственно и индукция в воздушном зазоре двигателя сохраняется постоянном. Вращающийся момент при постоянном магнитном потоке , также будет неизменным:

Данную схему переключения называют схемой с постоянным моментом Мощность на валу двигателя почти удваивается в результате возрастание частоты вращения вдвое.

Соотношения между мощностями и моментами при соединении обмотки статора Y и YY:

При соединении фаз обмотки в звезду:

Р_Y= =3

ω_Y= М_Y

Рис.11.3. Механические характеристики

2-скоростного асинхронного двигателя

при переключении обмогки статора со

«звезды» на «двойную звезду»;

Рис.11.2. Переключение обмотки

статора со Y на YY. Эл. схема.

При соединении фаз обмотки в двойную звезду:

Р_YY

ω_YY М_YY

Отсюда можно сделать вывод, что при переключении на двойную звезду вдвое увеличивается частота вращения и мощность, а момент остаётся неизменным.

Такие эл.двигатели используются для привода подъёмных устройств, т.к. у таких механизмов статический момент при любой нагрузке не изменяется.

Переключение обмотки статора с треугольника на двойную звезду. При соединении обмотки статора Δ все секции обмотки соединяются последовательно. При переключении обмотки на двойную звезду в половине секций обмотки меняется направление тока и секции включаются параллельно, число пар полюсов уменьшается вдвое, а скорость при этом вдвое возрастает. Фазное напряжение при переключении на двойную звезду уменьшится в раз, пропорционально напряжению уменьшится магнитный поток, а уменьшение магнитного потока вызовет уменьшение момента.

Соотношение между мощностями и моментами при соединении обмотки статора Δ и YY:

при соединении фаз обмотки в двойную звезду напряжение фазное уменьшится в раз, ток возрастёт в два раза, т.к. при соединении YY ток возрастёт в два раза, т.к. при соединении YY ток в каждой фазе можно допустить в два раза больший:

Из этих формул следует вывод, что при переключении обмотки с Δ на YY мощность практически не изменяется, скорость возрастает в два раза, а момент уменьшится почти вдвое.

-м м_т м_{гк М}

Рис.11.4. Механические характеристики 2-скоростного асинхронного двигателя

при переключении обмотки статора с «треу­гольника» на «двойную звезду».

Такая схема соединения используется в электроприводах якорно – швартовных механизмов. Якорь от грунта отрывается при большом моменте и небольшой скорости, выбирание якорной цепи происходит при малом моменте и большой скорости.

График зависимости частоты вращения от момента показан на (рис.11.4)

При переключении с Δ на YY число пар полюсов уменьшится вдвое, поэтому скорость в 2 раза возрастёт. Фазное напряжение уменьшится в раз, а ток в 2 раза увеличится, соответственно мощность практически не изменится. Момент уменьшится в 2 раза т.к. при неизменной мощности скорость в 2 раза увеличится.