Вишебрзински електромотори и њихова употреба — намена и карактеристике, одређивање снаге при различитим брзинама ротације

Вишебрзински електромотори — асинхрони мотори са неколико степена брзине, дизајнирани су да покрећу механизме који захтевају контролу брзине без степена.

Мотори са више брзина су посебно дизајнирани мотори. Имају посебан намотај статора и нормалан кавезни ротор.

У зависности од односа полова, сложености кола и године производње вишебрзинских електромотора, њихови статори се производе у четири верзије:

• независни једнобрзински намотаји за две, три, чак и четири брзине;

• са једним или два намотаја са пребацивањем полова, у првом случају двостепени, ау другом - четворостепени;

• уз присуство три брзине ротације електромотора, један калем се пребацује са полом - двобрзинским, а други - једнобрзинским, независним - за било који број полова;

• са једним калемом са преклопом полова за три или четири брзине.

Мотори са самонавијањем имају слабу искоришћеност и попуњеност прореза због присуства великог броја жица и заптивки, што значајно смањује снагу у корацима брзине.
Присуство два намотаја са комутацијом полова у статору, а посебно једног за три или четири брзине ротације, побољшава попуњавање прореза и омогућава рационалнију употребу језгра статора, услед чега се повећава снага електромотора. повећава.

Према сложености кола, вишебрзински електромотори се деле на два дела: са односом полова једнаким 2/1 и — не једнаким 2/1. Први укључује електромоторе са брзином од 1500/3000 о/мин или 2п = 4/2, 750/1500 о/мин или 2п = 8/4, 500/1000 о/мин или 2п = 12/6, итд., а у други — 1000/1500 о/мин или 2п = 6/4, 750/1000 о/мин или 2п = 8/6, 1000/3000 о/мин или 2п = 6/2, 750/3000 о/мин или 2п = 8/2, 600/30 о/мин = 10/2, 375/1500 о/мин или 2п = 16/4, итд.

У зависности од избора кола намотаја са комутацијом полова, са различитим бројем полова, електромотор може бити или константне снаге или константног обртног момента.

За моторе са намотајем са комутацијом полова и константном снагом, број завојака у фазама на оба броја полова биће исти или близу један другом, што значи да ће им струје и снаге бити исте или блиске. Њихови обртни моменти ће бити различити, у зависности од броја обртаја.

Код електромотора са константним обртним моментом са мањим бројем полова, групе намотаја подељених на два дела у свакој фази су паралелно повезане у двоструки трокут или дуплу звезду, услед чега се смањује број завоја у фази, а попречни пресек жице, струја и снага су удвостручени.Приликом преласка са великих на мање полова у распореду звезда/трокут, број завоја се смањује, а струја и снага ће се повећати за 1,73 пута. То значи да ће при већој снази и већим обртајима, као и при мањој снази и мањим обртајима, обртни моменти бити исти.

Најједноставнији начин да добијете два различита броја пара полова је распоред статора индукционог мотора са два независна намотаја… Електроиндустрија производи такве моторе са синхроним брзинама ротације од 1000/1500 о/мин.

Међутим, постоји велики број схема пребацивања жице за намотаје статора где исти намотај може произвести различит број полова. Једноставан и распрострањен прекидач овог типа приказан је на сл. 1, а и б. Серијски спојени намотаји статора чине два пара полова (слика 1, а). Исти калемови повезани у два паралелна кола као што је приказано на сл. 1б, формирају један пар полова.

Индустрија производи вишебрзинске моторе са једним намотајем са серијским паралелним пребацивањем и са односом брзина 1: 2 са синхроним брзинама ротације 500/1000, 750/1500, 1500/3000 о/мин.

Горе описани метод пребацивања није једини. На сл. 1, ц приказује коло које формира исти број полова као коло приказано на сл. 1, б.

Међутим, најчешћи у индустрији био је први метод серијско-паралелног укључивања, јер се са таквим прекидачем може уклонити мање жица са намотаја статора и самим тим прекидач може бити једноставнији.

Пиринач. 1. Принцип пребацивања полова асинхроног мотора.

Трофазни намотаји могу бити повезани на трофазну мрежу у облику звезде или троугла. На сл. На сликама 2, а и б приказано је широко распрострањено пребацивање, при чему је електромотор, да би се добила мања брзина, повезан са троуглом серијским везом намотаја, а да би се добила већа брзина, звезда са паралелном везом од калемови (т .ака дупла звезда).

Уз двобрзинске, електроиндустрија производи и тробрзинске асинхроне моторе... У овом случају, статор електромотора има два одвојена намотаја, од којих један обезбеђује две брзине кроз горе описану комутацију. Други намотај, обично укључен у звезду, обезбеђује трећу брзину.

Ако статор електромотора има два независна намотаја, од којих сваки омогућава пребацивање полова, могуће је добити четворостепени електромотор. У овом случају, број полова се бира тако да брзине ротације чине потребну серију. Дијаграм таквог електромотора приказан је на сл. 2, ц.

Треба напоменути да ће ротирајуће магнетно поље индуковати три Е у три фазе намотаја у празном ходу. д. с, исте величине и фазе померене за 120 °. Геометријски збир ових електромоторних сила, као што је познато из електротехнике, је нула. Међутим, због непрецизне синусоидне фазе е. итд. ц) струја мреже, збир ових д., итд. в. може бити нула. У овом случају у затвореном нерадном калему настаје струја, која загрева овај калем.

Да би се спречила ова појава, коло за пребацивање полова је направљено тако да је калем празног хода отворен (слика 12, ц).Због мале вредности горње струје код неких електромотора, понекад се не прави прекид у затвореној петљи намотаја у празном ходу.

Произведени тробрзински двонамотани мотори са синхроним брзинама ротације од 1000/1500/3000 и 750/1500/3000 о/мин и четворобрзински мотори са 500/750/1000/1500 о/мин. Двобрзински мотори имају шест, тробрзински девет и четворобрзински 12 терминала на полни прекидач.

Треба напоменути да постоје кола за двобрзинске моторе, која са једним намотајем омогућавају добијање брзина ротације чији однос није једнак 1: 2. Такви електромотори обезбеђују синхроне брзине ротације од 750/3000, 1000/1500 , 1000/3000 о/мин

Коришћењем посебних шема за један намотај могу се добити три и четири различита броја пара полова.Овакви вишебрзински електромотори са једним намотајем су знатно мањи од мотора са два намотаја са истим параметрима, што је веома важно за машинство. .

Поред тога, електромотори са једним намотајем имају нешто више енергетски индикатори а мање радно интензивна производња. Недостатак вишебрзинских мотора са једним намотајем је присуство већег броја жица уведених у прекидач.

Међутим, сложеност прекидача је одређена не толико бројем изведених жица колико бројем истовремених прекидача. С тим у вези, развијене су шеме које омогућавају, у присуству једне завојнице, да се добију три и четири брзине са релативно једноставним прекидачима.

Пиринач. 2. Шеме за пребацивање полова асинхроног мотора.

Такве електромоторе производи машинство при синхроним брзинама од 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/750/500 м.

Момент индукционог мотора може се изразити познатом формулом

где је Иг струја у колу ротора; Ф је магнетни флукс мотора; ? 2 је фазни угао између вектора струје и е. итд. в. ротор.

Пиринач. 3. Трофазни вишебрзински кавезни мотор.

Размотрите ову формулу у вези са контролом брзине индукционог мотора.

Највећа дозвољена трајна струја у ротору одређена је дозвољеним загревањем и стога је приближно константна. Ако се регулација брзине врши константним магнетним флуксом, тада ће при свим брзинама мотора максимални дугорочни дозвољени обртни момент такође бити константан. Ова контрола брзине се назива контрола константног обртног момента.

Регулација брзине варирањем отпора у колу ротора је регулација са константним максималним дозвољеним обртним моментом, пошто се магнетни флукс машине не мења током регулације.

Максимална дозвољена корисна снага вратила мотора при мањој брзини ротације (а самим тим и већем броју полова) одређена је изразом

где је Иф1 — фазна струја, максимално дозвољена према условима грејања; Упх1 — фазни напон статора са већим бројем полова.

Максимална дозвољена корисна снага вратила мотора при већој брзини ротације (и мањем броју полова) Упх2 — фазни напон у овом случају.

Приликом преласка са трокутастог споја на звезду, фазни напон се смањује за фактор 2.Тако при преласку из кола а у коло б (слика 2) добијамо однос снага

Узимајући грубо

узми

Другим речима, снага при мањој брзини износи 0,86 снаге при већој брзини ротора. С обзиром на релативно малу промену максималне континуиране снаге при две брзине, таква регулација се конвенционално назива регулацијом константне снаге.

Ако при повезивању половина сваке фазе узастопно користите везу звезда, а затим пређете на паралелну везу звезда (слика 2, б), онда добијамо

Ор

Дакле, у овом случају постоји стална контрола обртаја обртног момента. У машинама за обраду метала, главни погони захтевају контролу брзине константне снаге, а погони за довод захтевају константну контролу брзине обртног момента.

Горњи прорачуни односа снага при највећој и најмањој брзини су приближни. На пример, није узета у обзир могућност повећања оптерећења при великим брзинама због интензивнијег хлађења намотаја; претпостављена једнакост је такође врло приближна.Дакле, за мотор 4А имамо

Као резултат тога, однос снаге овог мотора је П1 / П2 = 0,71. Отприлике исти односи важе и за друге двобрзинске моторе.

Нови вишебрзински електромотори са једним намотајем, у зависности од склопне шеме, омогућавају контролу брзине са константном снагом и константним обртним моментом.

Мали број контролних степена који се може добити са асинхроним моторима са променом пола обично омогућава да се такви мотори користе на алатним машинама само са посебно дизајнираним мењачима.

Такође видети: Предности коришћења вишебрзинских мотора