Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением числа полюсов

Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением числа полюсов требует специальных машин, позволяющих сравнительно просто переключить обмотку статора на другое число пар полюсов. Переключение обмоток ротора на соответствующее число пар полюсов в двигателях с фазным ротором значительно усложняет их конструкцию.. Поэтому этот способ регулирования скорости распространен только для двигателей с короткозамкнутым ротором.
Принцип изменения числа пар полюсов при переключении секций обмотки одной фазы трехфазного двигателя иллюстрируется рис. 4.13. При одновременном переключении обмоток всех трех фаз токи в ветвях обмоток изменяют свое направление и в зазоре машины возникает показанное на рис, 4.13 вращающееся поле с отличным от предыдущего числом пар полюсов. Двухскоростные асинхронные двигатели могут выполняться с одной обмоткой, число пар полюсов которой изменяется вдвое при ее переключении. На статоре трехскоростных двигателей укладываются две независимые обмотки, одна из которых выполняется переключаемой. Четырехскоростные двигатели имеют на статоре две независимые переключаемые обмотки.
Например, при необходимости иметь четыре синхронные ' частоты вращения: 1500, 750, 1000, 500 об/мин на статоре укладывают две независимые обмотки, одна из которых обеспечивает число пар полюсов р=2 и р—4, а другая р—3 и р=6.
В зависимости от характера нагрузки схемы соединения статорных обмоток выбирают из соображений обеспечения постоянства момента двигателя М=const или постоянства мощности на его валу P=const. На рис. 4.14,а приведены схема включения статора асинхронного двигателя при изменении числа пар полюсов переключением обмоток со звезды при замкнутых контактах 1К на двойную звезду при замкнутых контактах 2К и соответствующие механические характеристики. При включении контактора 2К при одних и тех. же значениях фазного напряжения и допустимого в обмотках тока, равного номинальному, мощность двигателя удваивается, так как фазные полу-обмотки при схеме соединения в двойную звезду будут потреблять удвоенный ток. Двигатель работает при этом на верхней характеристике с удвоенной синхронной скоростью шов- Следовательно, при переключении числа пар полюсов по схеме.
В схеме же рис. 4.14,6 при включенном контакторе 1К ста-торные обмотки соединены в треугольник и двигатель работает на нижней характеристике. В этом случае по сравнению со схемой соединения статорных обмоток в двойную звезду при замкнутых контакторах 2К к фазе двигателя приложено линейное напряжение питающей сети, в \ 3 раз большее, а ток фазы двигателя меньше вдвое, так как при одном и том же допустимом значении тока в обмотке двигателя при двойной звезде фазные полуобмотки соединяются параллельно. Таким образом, так как при схеме двойной звезды увеличивается ток холостого хода двигателя, получаем Рлди&яР доп. т. е. регулирование скорости происходит по закону, показанному на характеристиках рис. 4.14,6 штриховой линией.
Двигатели с переключаемыми полюсами несколько больше по габаритам и дороже. Но регулирование экономично, так как для его осуществления необходима только дополнительная коммутационная аппаратура, а потери скольжения согласно при регулировании не увеличиваются, поскольку при работе на каждой скорости двигатель работает при небольших скольжениях. Регулирование скорости таким способом принципиально не может быть плавным. В ЭТУ регулирование скорости изменением числа пар полюсов асинхронных двигателей применяется для приводов наклона печей при сливе металла (медленный наклон печи и быстрый возврат в исходное положение), литейных конвейеров и других разливочных машин.