ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ СХЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ АД ИЗМЕНЕНИЕМ ЧИСЛА ПАР ПОЛЮСОВ

Существует способ регулирования скорости АД путем изменения числа пар полюсов. Этот способ регулирования скорости используется для АД с короткозамкнутым ротором. Его принцип следует непосредственно из выражения для синхронной скорости

Переключением обмотки статора производится изменение числа пар полюсов р. При этом число пар полюсов короткозамкнутого ротора изменяется автоматически. Данный способ регулирования обеспечивает ступенчатое регулирование скорости, так как р может быть только целым числом

Для осуществления данного способа регулирования (а именно изменения числа пар полюсов) необходимо наличие на статоре нескольких независимых обмоток с различным числом р либо имелась возможность изменения схемы соединений при наличии одной статорной обмотки. При наличии на статоре нескольких обмоток заметно увеличиваются масса и габариты асинхронного двигателя, но при этом возможно практически любое соотношение чисел пар полюсов обмотки. Как правило, такие асинхронные двигатели выполняются с двумя обмотками с соотношением чисел пар полюсов от 3:1 до 12:1.

Рисунок 1.4. Принципиальные схемы включения секций одной фазы обмотки статора, обеспечивающие изменение числа пар полюсов

Для оценки свойств двухскоростного АД введем следующие обозначения: – число пар полюсов при последовательно-согласном соединении секций обмотки статора; – число пар полюсов при встречном соединении секций обмотки статора;;— активное и индуктивное сопротивления секций обмоток статора и ротора (приведенные к обмотке статора);— значения синхронной скорости, соответствующие  и;.

Если учесть, что переключение числа пар полюсов оставляет неизменным допустимый ток в секции обмотки статора , то можно записать:

для схемы рис. 1.4, а

для схемы рис. 1.4, б

для схемы рис. 1.4, в

Следовательно, при переходе от схемы рис. 1.4, а к схеме рис. 1.4, б (когда встречно включенные секции соединены последовательно) допустимая мощность на валу двигателя не меняется , в то время, как переход к схеме 1.4, в (когда встречно включенные секции соединены параллельно) допустимая мощность практически удваивается. При этом допустимый момент на валу двигателя :

при увеличении скорости в первом случае уменьшается вдвое:

а во втором случае остается неизменным [72]:

.

Таким образом, с уменьшением числа пар полюсов и соответственно с  увеличением скорости регулирование скорости при последовательном соединении секций производится с постоянным значением допустимой мощности на валу двигателя (рис. 1.5, а), а при параллельном соединении секций – с постоянным допустимым моментом  (рис. 1.5, б).

Рисунок 1.5. Механические характеристики АД при регулировании скорости изменением числа пар полюсов путем изменения схемы включения обмотки статора в случае перехода от согласно-последовательного включения секций к встречно-последовательному (а) и встречно-параллельному (б)

В случае последовательного соединения секций независимо от числа пар полюсов сопротивления в схеме замещения двигателя не меняются. Из этого следует, что критическое скольжение также остается неизменным, т.е. , а критический момент снижается вдвое при переходе к встречному включению последовательно соединенных секций из-за изменения синхронной скорости (рис. 1.5, а). Из этого может быть сделан вывод, что при регулировании скорости в рассмотренном случае сохраняется одинаковая перегрузочная способность асинхронного двигателя  (рис. 1.5, а)

При параллельном соединении секций изменяются параметры схемы замещения: при последовательном соединении секций

а при параллельном соединении

Критическое скольжение не меняется и равно:

Критические моменты определяются по формулам:

Так как, .

В данном случае значение допустимого момента остается неизменным, поэтому полученное выражение позволяет сделать вывод, что с увеличением скорости асинхронного двигателя (при параллельном соединении встречно включенных секций обмотки статора (рис. 1.5, б)) его перегрузочная способность увеличивается в два раза.

На основе двухскоростного АД без существенных изменений, меняя лишь схему включения статорных обмоток, можно создать эффективные системы согласованного управления.

Список литературы:

1. Дмитриев В.Н., Кислицын А.Л., Крицштейн А.М. / Двухдвигательный электропривод для перемещения ленточных материалов // Патент РФ № 2204881. 20.05.2003
2. Кулаков, Г.Т. Анализ и синтез систем автоматического регулирования: Учеб. Пособие / Г.Т. Кулаков. – Мн.: УП «Технопринт», 2003. – 135 с.
3. Тарарыкин, С.В. Системы координирующего управления взаимосвязанными электроприводами: Учеб. пособие / С.В. Тарарыкин, В. В. Тютиков. – Иваново: Иван. гос. энерг. ун-т., 2002. — 212 с.