9 Регулювання частоти обертання трифазних асинхронних двигунів

Частота обертання ротора визначається виразом п₂ - п₁ (1 - S) = =60ƒ₁(1 - S)/p. З цього виразу видно, що частоту обертання ротора можна регулювати зміною будь-якого з трьох параметрів, що обумов­люють її, тобто зміною частоти струму в мережі ƒ₁, кількості пар по­люсів р та ковзання S.

Регулювати частоту обертання асинхронних двигунів зміною час­тоти струму в мережі складно, бо для цього потрібен регульований перетворювач частоти або генератор. Тому такий спосіб не набув ши­рокого застосування.

Кількість полюсів машини можна змінити, якщо на статорі є кілька (звичайно дві) обмоток з різною кількістю полюсів або одна обмотка, яку можна перемикати на різну кількість полюсів, чи дві обмотки, кожну з яких можна перемикати на різну кількість полюсів.

Н а рис. 92, а схематично показано дві котушки однієї фази, з'єд­нані послідовно. Струм, протікаючи по них, утворює магнітне поле з чотирма полюсами. Якщо змінити напрямок струму в одній із коту­шок, ввімкнувши її назустріч другій, то обмотка утворюватиме двопо­люсне магнітне поле (рис. 92, б). У разі зміни кількості полюсів об­мотки статора зміниться й частота обертання його магнітного поля, а також частота обертання ротора. Цей спосіб регулювання частоти обертання асинхронного двигуна економічний, але недоліком його є ступенева зміна частоти. Крім того, вартість такого двигуна значно зростає через ускладнення статорної обмотки та збільшення габаритів машини.

Регулювання частоти обертання зміною кількості полюсів засто­совується у двигунів з короткозамкненим ротором; у двигунів із фаз­ним ротором цей спосіб не використовується, оскільки в них одночас­но зі зміною кількості полюсів статорної обмотки потрібно такою ж мірою змінювати кількість полюсів роторної обмотки, що дуже складно.

Заводи випускають двигуни з синхронними частотами обертання 500—750—1000—1500 об/хв. На статорі таких двигунів є дві обмотки, кожна з яких допускає перемикання на різну кількість полюсів.

Ковзання можна змінити регулювальним реостатом, введеним у коло роторної обмотки, а також зміною напруги в мережі. Під час регулювання напруги в живильній мережі змінюється обертаючий момент двигуна, який прямо пропорційний квадратові напруги. Зі зменшенням обертаючого моменту зменшується й частота обертання ротора, тобто збільшується ковзання.

Регулювальний реостат вмикається в коло обмотки фазного ротора, як і пусковий реостат, але на відміну від пускового цей реостат роз­раховується на тривале протікання струму. З увімкненням регу­лювального реостата сила струму в роторі знизиться, а це обумовить зниження обертаючого моменту двигуна, отже, зменшення частоти обертання або збільшення ковзання. Зі збільшенням ковзання зрос­тають ЕРС і сила струму в роторі. Частота обертання і ковзання змі­нюватимуться до відновлення рівноваги моментів, тобто доки сила струму в роторі не набуде свого початкового значення. Цей спосіб регулювання частоти обертання може використовуватись тільки у двигунах із фазним ротором і незважаючи на те, що він неекономічний (бо в регулювальному реостаті відбуваються значні втрати енергії), набув широкого застосування.