13. Регулирование скорости изменением числа пар полюсов.

Применяется только для АД с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка» (если АД с фазным ротором, нужно было бы менять число пар полюсов на роторе, что невыгодно).

Изменять р (число пар полюсов) можно 2 способами:

1. применять несколько обмоток, которые уложены в одних пазах и имеют разное число пар полюсов;

2. применять обмотку, которая позволяет изменять р переключением схемы соединений обмотки.

АД с переключением р называются многоскоростными. Бывают:

1. двухскоростные – одна обмотка на статоре, у которой переключение р составляет два к одному, т.е. р₂: р₁=2:1;

2. трёхскоростные – 2 обмотки, одна из которых имеет переключение р два к одному (р₂: р₁=2:1);

3. четырёхскоростные – 2 обмотки, каждая из которых имеет переключение р два к одному (р₂: р₁=2:1).

Рассмотрим принцип переключения р:

Н а первой картинке ток течёт по полуфазам в одном направлении, создаётся 4 полюса. При переключении перемычки с к1-н2 на к1-к2 ток во второй полуфазе меняет направление. Теперь полюсов два.

Рассмотрим два возможных соединения обмоток:

« звезда» → «звезда-звезда»

а) полуфазы соединены последовательно – ток одинаковый.

б) полуфазы соединены параллельно – токи текут в разном направлении – р уменьшается в 2 раза.

при переходе от а к б скорость увеличивается в 2 раза.

мощность увеличилась в 2 раза (ток в два раза увеличился, так как считается сумма токов 2х полуфаз).

const, т.к. и мощность и частота увеличились в 2 раза.

«треугольник» → «звезда-звезда»

а) полуфазы соединены последовательно – ток одинаковый.

б) полуфазы соединены параллельно – токи текут в разном направлении – р уменьшается в 2 раза.

const

при переходе от а к б скорость увеличивается в 2 раза.

момент уменьшается

n11 — синхронная частота вращения при числе пар полюсов p1,

n12 — при числе пар полюсов p2 = 2p1.

Г рафики ниже иллюстрируют полученные зависимости:

14. Регулирование скорости уменьшением величины первичного напряжения.

Механические характеристики АД

При уменьшении напряжения U₁ момент вращения изменяется пропорционально квадрату напряжения (U₁²)_. Значит, меняются механические характеристики. По ним видно, что скольжение также изменяется (т.е. изменяется частота, т.к. ), но оно меняется незначительно. Чтобы добиться большего изменения s, в цепь ротора вводят добавочное сопротивление. Скольжение меняется в пределах

Однако у этого способа регулирования есть недостаток: при увеличении скольжения увеличиваются потери ( т.е. кпд уменьшается.

15. Регулирование частоты вращения ад с фазным ротором. Регулирование с помощью реостата в цепи ротора. Регулирование посредством введения добавочной эдс во вторичную цепь ротора.

1. Регулирование с помощью реостата в цепи ротора.

Этот способ регулирования частоты похож на реостатный пуск фазного двигателя, отличие в том, что реостат должен быть рассчитан на длительную нагрузку, и регулирование сопротивления должно быть плавным.

При

- отношение новое скольжения к старому, откуда

- величина добавочного сопротивления

0 – мех. х-ка без доб. сопротивления, 1,2,3 – с добавочным сопротивлением.

Достигнув т. А, введём добавочное сопротивление, соответствующее кривой 1. Поскольку скорость не можем измениться скачком, мы попадаем в т. S1. Теперь М_эм<М_ст, значит, появился М_дин<0, скорость начинает замедляться, а скольжение расти, таким образом мы переходим по кривой 1 из т. S1 в т. B. И так далее аналогично.

Минусы:

1) увеличиваются потери на добавочном сопротивлении

2) диапазон регулирования зависит от величины М_ст (при малых нагрузках скорость регулируется в малом диапазоне).

2 . Регулирование частоты вращения введением добавочной ЭДС во вторичную цепь двигателя.

Если в цепь ротора подключить источник эдс, то потери скольжения

Можно будет использовать с пользой. Подключаемый источник эдс должен иметь частоту .

1. Рассмотрим вариант, когда E_д=0 (диаграмма А):

23. - уравнение вращающегося ротора

24. Откуда

2 . встречное включение эдс (приёмник эдс) (диаграмма Б):

- ток уменьшается при включении эдс

M = С_мI₂Ф – момент уменьшается, тогда скорость вращения ротора уменьшается, скольжение возрастёт. С ростом скольжения начнёт расти ток и соответственно момент. Когда получим новый режим работы с другой скоростью.

3. согласное включение эдс (источник энергии) (диаграмма В):

- при включении эдс ток увеличится, значит увеличится М (M = С_мI₂Ф), тогда скорость вращения ротора начнёт увеличиваться (т.к. , а скольжение – уменьшаться. Ток продолжит расти, пока скольжение не станет отрицательным.

Векторные диаграммы для трех случаев: