Искусственные характеристики АД при изменении числа пар полюсов.

Ответ: Ступенчатое регулирование скорости можно осуществить, используя специальные многоскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Из выражения nо = 60f/р следует, что при изменении числа пар полюсов р получаются механические характеристики с разной частотой вращения nо магнитного поля статора. Так как значение р определяется целыми числами, то переход от одной характеристики к другой в процессе регулирования носит ступенчатый характер.

Существует два способа изменения числа пар полюсов. В первом случае в пазы статора укладывают две обмотки с разным числом полюсов. При изменении скорости к сети подключается одна из обмоток. Во втором случае обмотку каждой фазы составляют из двух частей, которые соединяют параллельно или последовательно. При этом число пар полюсов изменяется в два раза.

Рис. 7. Схемы переключения обмоток асинхронного двигателя: а - с одинарной звезды на двойную; б - с треугольника на двойную звезду

Регулирование скорости путем изменения числа пар полюсов экономично, а механические характеристики сохраняют жесткость. Недостатком этого способа является ступенчатый характер изменения частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Выпускаются двухскоростные двигатели с числом полюсов 4/2, 8/4, 12/6. Четырехскоростной электродвигатель с полюсами 12/8/6/4 имеет две переключаемые обмотки.

Использованы материалы книги Дайнеко В.А., Ковалинский А.И. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий.

17)Искусственные характеристики АД при изменении U₁ и f₁.

Ответ: Искусственные механические характеристики, получаемые при изменении питающего напряжения. Для построения рабочей вeтви искусственной механической характеристик рассмотрим две точки. Первая 1 точка соответствует синхронной угловой скорости вторая 2 - максимальному (критическому) моменту (рис. 1).

Рис. 1. Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения сети: е - естественная характеристика при номинальном напряжении сети (Uном), и - искусственная характеристика при пониженном напряжении сети (Uфакт = 0,9Uном); ωо - синхронная угловая скорость; Мтр, Мкр - момент трогания и и критический момент двигателя соответственно.

Синхронная угловая скорость асинхронного двигателя равна:

ωо = 2πf/p

Как видно из этой формулы, синхронная угловая скорость от напряжения не зависит. Следовательно, ее расположение на ocи ординат не изменяется. Вторая точка имеет координаты: момент критический и угловая скорость критическая. Критическая угловая скорость от напряжения не зависит, а критический момент пропорционален квадрату фактического напряжения, т. е. Мкр - U²факт.

Например, при уменьшении напряжения сети на 10% фактическое напряжение составит 90% или Uфакт= 0,9Uном. Поэтому момент критический на искусственной характеристике пропорционален

Мкр.иск ~U²факт ~ (0,9Uном)² ~ 0,81U²факт

Для нахождения Мкр.иск составим пропорцию:

Мкр.ест. ~U²ном;

Мкр.иск ~ 0,81U²факт.

Отсюда:

Мкр.иск = Мкр.ест. х (0,81U²факт/U²ном) = 0,81Мкр.ест.

На графике (см. рис. 1) откладываем точку, соответствующую 81% от Мкр.ест. и строим искусственную механическую характеристику.

На рисунке 3 приведена естественная и искусственная механические характеристики асинхронного двигателя при уменьшении частоты питающего напряжения.

Рис. 3. Механические характеристики асинхронного двигателя при уменьшении питающей частоты: е - естественная характеристика при fест 50 Гц, и - искусственная характеристика при fиск при 0,5 fест; ωо - синхронная угловая скорость естественной характеристики; ωоиск - синхронная угловая скорость искусственной характеристики; ωкрест - критическая угловая скорость естественной характеристики; Мтр, Мкр - момент трогания и критический момент двигателя соответственно.