2.8.2. Регулирование частоты вращения двигателя путем изменения числа пар полюсов

Это способ регулирования является ступенчатым. Переключение производится обмоткой статора с одной синхронной скорости на другую. Обычно ротор при этом короткозамкнутый.

Наибольшее распространение получили обмотки с переключением числа полюсов 1:2. Кроме того, имеются обмотки разработанные Харитоновым для станков, которые переключают число полюсов как 1:2, так и отличных от этого соотношения. Кроме того, в промышленности используются обмотки на принципе - Полюсной амплитудной модуляции, разработанной англичанином Райклифом. Мы рассмотрим обмотки только при переключении числа полюсов 1:2.

Обычно регулирование производится на две, три, четыре ступени. Обычно на статоре укладывается либо одна обмотка с переключением, либо две с переключением на четыре скорости. Это дает возможность увеличить пределы регулирования, но понижает использование машины, поскольку работает одна обмотка.

Требования к обмотке.

1. Схема обмотки должна иметь минимальное число переключаемых элементов.

2. На всех ступенях насыщение магнитной системы машины не должно превышать допустимых значений.

3. Обмоточные коэффициенты на всех ступенях вращения должны быть достаточно высокими.

4. При включении обмотки не должны возникать значительные отрицательные асинхронные и синхронные вращающие моменты и вибрационные силы, обусловленные высшими гармониками магнитного поля.

5. Для каждой ступени устанавливается определенная мощность по нагреву.

6. Направление вращения ротора должно быть неизменным.

В ыполнить эти условия сложно и не всегда разрешимо.

Принцип переключения числа полюсов основан на том, что изменяя поток в одной из полуфаз обмотки изменяется число полюсов. Этот принцип продемонстрирован на рис. 1.

Электромагнитная мощность для любого числа Р обмотки статора определяется соотношением

, ,

пользуясь этим соотношением, проанализируем работу нескольких схем.

1. Y/Y - 8/4

Работа при Р = const

2. Y/YY - 8/4

3. /YY - 8/4

Работа при постоянной мощности

Р = const

2.8.3. Регулирование частоты вращения двигателя сопротивлением в цепи ротора (с фазным ротором)

Как известно, если увеличивать r₂ в цепи ротора, то скольжение, при постоянном моменте сопротивления, возрастает, а скорость уменьшается (рис.5).

Потери в роторной цепи P = P_эмS, т.е. при глубоком регулировании потери P_эм возрастают, а в двигателе большой мощности это не допустимо. Поэтому в двигателях большой мощности регулирование частоты вращения производят за счет введения Е в роторную цепь. При любом скольжении ЭДС Е должна иметь ту же частоту, что и основная ЭДС Е_2S роторной обмотки. Идея регулирования сводится к тому, что если Е_k направлена встречно с Е_2S, то скорость уменьшается, а если согласно с Е_2S, то скорость увеличивается.

2.8.4. Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения

Этот способ регулирования не дает больших результатов. Диапазон регулирования получается небольшим (см. рис.7).

В практике используются различные импульсные способы регулирования частоты вращения на базе тиристоров.