4.1.10.2. Полюсне регулювання.

На відміну від попереднього, цей спосіб не дозволяє плавно регулювати частоту обертання ротору АД. Оскільки шляхом зміни кількості пар полюсів поля статора можна отримати лише такі синхронні швидкості: 3000, 1500, 1000, 750, 600, 500 об/хв і т. ін., то тут регулювання n₂ здійснюється ступенями. Крім того, реалізувати полюсне регулювання можна тільки у спеціальних, так званих багатошвидкісних двигунах.

Фактично, статор двошвидкісного АД відрізняється від статора двигуна загального призначення тим, що тут кожна з фаз статорної обмотки поділена на дві частини. Отже, на щитку багатошвидкісного двигуна маємо як мінімум 12 затискачів статорних обмоток. Залежно від схеми з’єднання цих частин між собою – послідовно або паралельно кількість пар полюсів поля статора змінюється удвічі.

Залежно від схеми з’єднання статорних обмоток можливі два режими роботи багатошвидкісного двигуна – режим постійного моменту і режим постійної потужності. Поширені схеми з’єднання обмоток статора для отримання кількості пар полюсів р у відношенні 2/1, які забезпечують вказані вище режими роботи АД, показані на рис. 4.21. Тут же на рис. 4.21 показано, як в результаті переходу від однієї схеми з’єднання обмоток до іншої змінюється вигляд механічної характеристики двигуна.

.

Рис. 4.21. Схеми увімкнення статорних обмоток і механічні характеристики багатошвидкісного двигуна при полюсному регулюванні за умови: M₂ = const (а), P₂ = const (б, в)

Так, у разі переключення із одинарної зірки Y на схему подвійна зірка YY (рис. 4.21, а) кількість пар полюсів p статора зменшується у 2 рази і відповідно удвічі збільшується частота обертання ротора. При цьому, співвідношення номінальних потужностей Р_1н і моментів М_н двигуна будуть:

тут cos_Y  cos_YY, та:

.

При переключенні із трикутника  на подвійну зірку YY (рис. 4.21, б) кількість пар полюсів статора також зменшується, а частота обертання ротора збільшується удвічі. Співвідношення номінальних потужностей Р_1н і моментів М_н двигуна тут будуть:

тут cos_  cos_YY, та:

Потужність на валу двигуна залишається незмінною і у разі переключення статорних обмоток із зірки Y на “зустрічну” зірку Y_з (рис. 4.21, в).

Зауважимо, що при полюсному регулюванні (переході від однієї схеми до іншої), без зміни напрямку обертання ротору, необхідно змінювати порядок чергування фаз підключення статорних обмоток двигуна. Це призводить до ускладнення комутаційної апаратури.

4.1.10.3. Регулювання частоти обертання фазного ротора.

Окрім розглянутих вище способів, регулювати частоту обертання фазного ротора можна шляхом зміни його активного опору, тобто змінюючи струм обмотки ротора.

У розділі “Пуск двигуна з фазним ротором” було показано, що при зміні трифазним реостатом (рис. 4.18) активного опору кола ротора змінюється вигляд механічної характеристики двигуна. Але ж при цьому, разом із зміною М_п (рис. 4.19) змінюється і частота обертання ротора (рис. 4.22) двигуна.

З

Рис. 4.22. До регулювання частоти обертання фазного ротора

азначимо, що шляхом зміни активного опору кола ротора можна тільки зменшувати n₂ у порівнянні з n_2н. До того ж, оскільки із збільшенням r₂ робоча ділянка механічної характеристики двигуна стає “м’якою” і коливання моменту з боку робочої машини викликають суттєві коливання обертів ротора, то на практиці регулювання за цим способом здійснюють у дуже обмеженому діапазоні – 0,7n_2н < n₂  n_2н. При цьому використовують регулювальний реостат подібний до пускового але розрахований на тривалий режим роботи.