Регулирование скорости вращения ротора изменением числа пар полюсов, частоты питающего напряжения и величины питающего напряжения обмотки статора), страница 2

               (5.21)

     Уменьшение скорости вращения ротора будет происходить до выравнивания со скоростью вращения магнитного поля статора под воздействием двух моментов.

     Если скорость вращения ротора стала равно скорости вращения магнитного поля статора – наступил режим идеального холостого хода, который характеризуется тем, что э.д.с., наводимая в роторе, ток ротора, электромагнитная сила и момент электромагнитный будут равны нулю.

 об/мин                                      

      

                                                                   (5.22)

     Тогда из уравнения движения

                                                                                                    (5.23)

Следует, что под воздействием нагрузки на валу двигателя, скорость вращения ротора продолжает уменьшаться:

                                                                                                         (5.24) 

     Скорость вращения ротора будет уменьшаться с меньшим темпом по сравнению с генераторным режимом.

     Дальнейшее уменьшение скорости вращения ротора приведет к увеличению э.д.с., наводимой в роторе, тока ротора, электромагнитной силы и момента электромагнитного:

                                    (5.25)    

     Из чего следует, что дальнейшее уменьшение скорости вращения ротора под воздействием нагрузки на валу двигателя будет происходить до тех пор, пока увеличивающийся момент электромагнитный не станет, равен моменту нагрузки. При этом ротор будет вращаться с установившейся скоростью,

равной номинальной для двухполюсного режима:

             об/мин   (5.26)        

1470 < 2940

     Электромагнитные процессы в асинхронном двигателе при переходе на меньшее число пар полюсов.

     Предположим, асинхронный двигатель включен в сеть с номинальным напряжением, номинальной частотой и работает на номинальную нагрузку в двухполюсном режиме:

  При этом:

                                         об/мин                                 (5.27)    

                                ÷об/мин                       (5.28) 

                                        об/мин                              (5.29)

                                                                                 (5.30)

     Предположим, посредством электромеханических или электронных ключей перешли в однополюсный режим работы. Вследствие чего скорость вращения магнитного поля статора увеличится и станет равной 3000 об/мин, то есть:

                                           об/мин                               (5.31)   

     Что приведет к увеличению скорости пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора:

                                    об/мин                          (5.32) 

     И как следствие, к увеличению наводимой э.д.с. в роторе, тока ротора, электромагнитной силы и момента электромагнитного:

                                                                           (5.33)  

Из чего следует, что при переходе из двухполюсного режима в однополюсный

асинхронный двигатель остается в зоне двигательного режима работы. Так как нагрузка на валу двигателя не изменилась, с момент электромагнитный увеличился и стал больше момента нагрузки, то из уравнения движения следует:

                                                                                         (5.34) 

                                                                                                     (5.35)

То есть ротор начнет вращаться равноускоренно относительно номинальной скорости, равной 1470 об/мин. В свою очередь, увеличение скорости вращения ротора приведет к уменьшению скорости пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора, и как следствие, уменьшится наводимая э.д.с. в роторе, ток ротора, электромагнитная сила и момент электромагнитный:

                                            (∆n'' <  ∆n')                                  

                                       

                                                                     (5.36)

     Из чего следует, что при переходе в однополюсный режим произошло увеличение момента электромагнитного за счет увеличения скорости пересечения магнитными силовыми линиями магнитного поля статора витков обмотки ротора.

     А увеличение момента электромагнитного привело к увеличению скорости вращения ротора, которая, увеличиваясь, приводит к уменьшению момента электромагнитного, то есть скорость вращения ротора будет увеличиваться до тех пор, пока уменьшающийся момент электромагнитный опять не выровняется с моментом нагрузки. При этом скорость вращения ротора будет иметь установившееся значения, величина которых будет выше значений скорости вращения ротора номинальных.

                                                                  (5.37)   

                                                                                             (5.38)

     Из электромагнитных процессов видно, что регулирование скорости вращения ротора изменением числа пар полюсов – ступенчатое.

То есть, в данном случае, при переходе из двухполюсного режима в однополюсный, скорость вращения ротора изменилась от 2940 до 1470 без промежуточных значений.

     Регулирование ступенчатое – так как есть «мертвые зоны» значения скорости вращения, в которых получить невозможно.