Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов путем переключения обмотки статора со «звезды» на «двойную звезду»

При переключении обмотки статора первым способом двигатель при пуске включа

ют в сеть по схеме «звезда» ( рис. 4.15, а ), при этом питание сети подается на выводы С1, С2 и С3.

Секционные группы Н1-К1 и Н2-К2 в каждой фазной обмотке соединены последо-

вательно.

Рис. 4.15. Схемы включения и механические характеристики асинхронного двигателя при переключении обмотки статора со «звезды» на «двойную звезду»

( а ) и с «треугольника» на «двойную звезду» ( б )

Для перехода на «двойную звезду» поступают так:

а ) снимают питание с выводов С1, С2 и С3;

б ) при помощи контактов первого трехполюсного контактора соединяют вместе вы

воды Н1 и К2 в каждой фазной обмотке;

в ) при помощи контактов второго трехполюсного контактора подают питание на средние выводы С4, С5, С6 фазных обмоток

В результате этих переключений секционные группы в каждой фазной обмотке сое

диняются параллельно, в целом образуя две «звезды», включены параллельно.

Переходный процесс протекает по траектории «0АВСD».

При пуске двигатель включают «звездой», при этом он переходи из точки «0» в точку «А», развивая пусковой момент, выражаемый отрезком «0А».

Поскольку в точке «А» пусковой момент больше номинального М , двигатель раз

гоняется по участку «АВ».

В точке «В» наступает установившийся режим на «звезде».

При переключении обмотки на «двойную звезду» двигатель при постоянстве скоро

сти ( из-за инерции массивного ротора ) переходит из точки «В» в точку «С», после чего разгоняется до точки «D», в которой наступает установившийся режим на «двойной звез-

де».

Переходный процесс протекает по траектории «0АВСD».

Основные параметры двигателя соотношения для «звезды» и «двойной звезды» та-

кие:

1. синхронная угловая скорость ротора

ω_с1 = 2 ω_с2,

т.е. при переходе на двойную звезду скорость увеличилась в 2 раза;

2. критический и номинальный моменты одинаковы

М_н1 = М_н2,

3. полезная мощность двигателя ( мощность на валу )

Р_дв.зв = ω_с1 М_н1 = 2 ω_с2 М_н2, = 2 Р_зв,

т.е. при переходе на двойную звезду мощность увеличилась в 2 раза ( за счет увели

чения скорости в 2 раза ).

По закону сохранения энергии, в случае увеличения полезной ( механической ) мощности в 2 раза мощность двигателя, потребляемая из сети

Р = UI cosφ ( 8.15 )также должна увеличиться в 2 раза.

Такое удвоение электрической мощности объясняется тем, что на «звезде» двига-

тель потребляет из сети линейный ток I_н, протекающий ( на рис. 8.27 – сверху вниз ) через последовательно соединенные секционные группы ( половины обмотки ), поэтому

Р_зв = UI_н cosφ ( 8.16 )

. При переходе на двойную звезду потребляет из линии удвоенный ток I_н, протекаю

щий ( рис. 8.27 ) через параллельно соединенные секционные группы, поэтому

Р _дв.зв = U ( 2 I_н ) cosφ = 2 UI_н cosφ = 2 Р_зв ( 8.17 )

Регулирование скорости переключением обмотки статора со «звезды» на «двой-

ную звезду» не связано с опасностью опрокидывания двигателя и поэтому используется в электроприводах ГПМ и ЯШУ.