Multi-speed electric motors at ang kanilang paggamit - layunin at katangian, pagpapasiya ng kapangyarihan sa iba't ibang bilis ng pag-ikot

Multi-speed electric motors — asynchronous motors na may ilang yugto ng bilis, ay idinisenyo upang magmaneho ng mga mekanismo na nangangailangan ng stepless speed control.

Ang mga multi-speed na motor ay espesyal na idinisenyong mga motor. Mayroon silang espesyal na stator winding at isang normal na caged rotor.

Depende sa ratio ng mga pole, ang pagiging kumplikado ng mga circuit at ang taon ng paggawa ng mga multi-speed electric motor, ang kanilang mga stator ay ginawa sa apat na bersyon:

• independiyenteng one-speed coils para sa dalawa, tatlo, kahit apat na bilis;

• na may isa o dalawang coils na may pole switching, sa unang kaso dalawang yugto, at sa pangalawa - apat na yugto;

• na may pagkakaroon ng tatlong bilis ng pag-ikot ng de-koryenteng motor, ang isang likid ay inililipat sa isang poste - dalawang-bilis, at ang pangalawa - solong-bilis, independyente - para sa anumang bilang ng mga pole;

• na may isang coil na may pole switching para sa tatlo o apat na bilis.

Ang mga self-winding na motor ay may mahinang paggamit at pagpuno ng slot dahil sa pagkakaroon ng malaking bilang ng mga wire at seal, na makabuluhang binabawasan ang kapangyarihan sa mga hakbang ng bilis.
Ang pagkakaroon ng dalawang pole-switched windings sa stator, at lalo na ang isa para sa tatlo o apat na bilis ng pag-ikot, ay nagpapabuti sa pagpuno ng mga puwang at nagbibigay-daan sa isang mas makatwirang paggamit ng stator core, bilang isang resulta kung saan ang kapangyarihan ng de-koryenteng motor. nadadagdagan.

Ayon sa pagiging kumplikado ng mga circuit, ang mga multi-speed electric motor ay nahahati sa dalawang bahagi: na may ratio ng poste na katumbas ng 2/1 at — hindi katumbas ng 2/1. Kasama sa una ang mga de-koryenteng motor na may bilis na 1500/3000 rpm o 2p = 4/2, 750/1500 rpm o 2p = 8/4, 500/1000 rpm o 2p = 12/6, atbp., at sa pangalawa — 1000 /1500 rpm o 2p = 6/4, 750/1000 rpm o 2p = 8/6, 1000/3000 rpm o 2p = 6/2, 750/3000 rpm o 2p = 8/2, 600/3000 rpm = 10/2, 375/1500 rpm o 2p = 16/4, atbp.

Depende sa pagpili ng circuit ng pole-switched windings, na may iba't ibang bilang ng mga pole, ang de-koryenteng motor ay maaaring maging pare-pareho ang kapangyarihan o pare-pareho ang metalikang kuwintas.

Para sa mga motor na may pole-switched winding at pare-pareho ang kapangyarihan, ang bilang ng mga pagliko sa mga phase sa parehong bilang ng mga pole ay magiging pareho o malapit sa isa't isa, na nangangahulugan na ang kanilang mga agos at kapangyarihan ay magiging pareho o malapit. Magiiba ang kanilang mga torque, depende sa bilang ng mga rebolusyon.

Sa patuloy na-torque na mga de-koryenteng motor na may mas maliit na bilang ng mga pole, ang mga pangkat ng windings na nahahati sa dalawang bahagi sa bawat yugto ay konektado nang magkatulad sa isang double delta o double star, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng mga pagliko sa isang phase ay bumababa, at ang cross-section ng wire , kasalukuyang at kapangyarihan ay nadoble.Kapag lumipat mula sa malaki hanggang sa mas kaunting mga pole sa isang pag-aayos ng bituin / delta, ang bilang ng mga pagliko ay bumababa, at ang kasalukuyang at kapangyarihan ay tataas ng 1.73 beses. Nangangahulugan ito na sa mas mataas na kapangyarihan at mas mataas na mga rebolusyon, pati na rin sa mas mababang kapangyarihan at mas mababang mga rebolusyon, ang mga torque ay magiging pareho.

Ang pinakasimpleng paraan upang makakuha ng dalawang magkaibang bilang ng mga pares ng poste ay pag-aayos ng stator ng isang induction motor na may dalawang independiyenteng windings… Ang industriya ng kuryente ay gumagawa ng mga naturang motor na may kasabay na bilis ng pag-ikot na 1000/1500 rpm.

Gayunpaman, mayroong isang bilang ng mga stator winding wire switching scheme kung saan ang parehong winding ay maaaring makagawa ng ibang bilang ng mga pole. Ang isang simple at malawak na switch ng ganitong uri ay ipinapakita sa fig. 1, a at b. Ang mga stator coils na konektado sa serye ay bumubuo ng dalawang pares ng mga pole (Larawan 1, a). Ang parehong coils konektado sa dalawang parallel circuits tulad ng ipinapakita sa fig. 1b, bumuo ng isang pares ng mga poste.

Ang industriya ay gumagawa ng multi-speed single-winding motors na may series-parallel switching at may speed ratio na 1: 2 na may kasabay na bilis ng pag-ikot 500/1000, 750/1500, 1500/3000 rpm.

Ang paraan ng paglipat na inilarawan sa itaas ay hindi lamang isa. Sa fig. 1, c ay nagpapakita ng isang circuit na bumubuo ng parehong bilang ng mga pole gaya ng circuit na ipinapakita sa fig. 1, b.

Gayunpaman, ang pinakakaraniwan sa industriya ay ang unang paraan ng series-parallel switching, dahil sa ganoong switch, mas kaunting mga wire ang maaaring alisin mula sa stator winding at samakatuwid ang switch ay maaaring maging mas simple.

kanin. 1. Ang prinsipyo ng paglipat ng mga pole ng isang induction motor.

Ang three-phase windings ay maaaring konektado sa isang three-phase network sa star o delta. Sa fig. Ang 2, a at b ay nagpapakita ng malawakang paglipat, kung saan ang de-koryenteng motor, upang makakuha ng mas mababang bilis, ay konektado sa isang delta na may serye na koneksyon ng mga coils, at upang makakuha ng mas mataas na bilis, isang bituin na may parallel na koneksyon ng ang mga coils (t .aka double star).

Kasama ang dalawang bilis, ang industriya ng elektrikal ay gumagawa din ng tatlong-bilis na asynchronous na mga motor... Sa kasong ito, ang stator ng de-koryenteng motor ay may dalawang magkahiwalay na paikot-ikot, ang isa ay nagbibigay ng dalawang bilis sa pamamagitan ng paglipat na inilarawan sa itaas. Ang pangalawang paikot-ikot, kadalasang kasama sa bituin, ay nagbibigay ng ikatlong bilis.

Kung ang stator ng de-koryenteng motor ay may dalawang independiyenteng paikot-ikot, ang bawat isa ay nagpapahintulot sa paglipat ng poste, posible na makakuha ng isang apat na yugto ng de-koryenteng motor. Sa kasong ito, ang bilang ng mga pole ay pinili upang ang mga bilis ng pag-ikot ay bumubuo sa kinakailangang serye. Ang isang diagram ng naturang de-koryenteng motor ay ipinapakita sa fig. 2, c.

Dapat tandaan na ang umiikot na magnetic field ay magbubunsod ng tatlong E sa tatlong yugto ng idle winding. d. s, ng parehong laki at phase na inilipat ng 120 °. Ang geometric na kabuuan ng mga electromotive force na ito, na kilala mula sa electrical engineering, ay zero. Gayunpaman, dahil sa hindi tumpak na sinusoidal phase e. atbp. c. mains current, ang kabuuan ng mga ito d., atbp. v. maaaring zero. Sa kasong ito, ang isang kasalukuyang arises sa isang closed non-working coil, na nagpapainit sa coil na ito.

Upang maiwasan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang pole switching circuit ay ginawa sa paraang nakabukas ang idle coil (Larawan 12, c).Dahil sa maliit na halaga ng itaas na kasalukuyang sa ilang mga de-koryenteng motor, kung minsan walang pahinga ang ginawa sa saradong loop ng idle winding.

Gumawa ng tatlong-bilis na double-wound na motor na may kasabay na bilis ng pag-ikot na 1000/1500/3000 at 750/1500/3000 rpm at apat na bilis na motor na may 500/750/1000/1500 rpm. Ang dalawang bilis na motor ay may anim, tatlong bilis na siyam, at apat na bilis na 12 na mga terminal sa switch ng poste.

Dapat pansinin na may mga circuit para sa dalawang-bilis na motor, na may isang paikot-ikot na ginagawang posible upang makakuha ng mga bilis ng pag-ikot na ang ratio ay hindi katumbas ng 1: 2. Ang ganitong mga de-koryenteng motor ay nagbibigay ng kasabay na bilis ng pag-ikot ng 750/3000, 1000/1500 , 1000/3000 rpm

Tatlo at apat na magkakaibang bilang ng mga pares ng poste ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na scheme para sa isang paikot-ikot. Ang ganitong mga multi-speed na de-kuryenteng motor na may isang paikot-ikot ay makabuluhang mas maliit kaysa sa mga double-winding na motor na may parehong mga parameter, na napakahalaga para sa mechanical engineering .

Bilang karagdagan, ang mga single winding electric motors ay may bahagyang mas mataas mga tagapagpahiwatig ng enerhiya at hindi gaanong labor-intensive na produksyon. Ang kawalan ng multi-speed motors na may isang paikot-ikot ay ang pagkakaroon ng isang mas malaking bilang ng mga wire na ipinakilala sa switch.

Gayunpaman, ang pagiging kumplikado ng switch ay natutukoy hindi sa pamamagitan ng bilang ng mga wire na inilabas kundi sa bilang ng mga sabay-sabay na switch. Kaugnay nito, ang mga scheme ay binuo na nagpapahintulot, sa pagkakaroon ng isang likid, upang makakuha ng tatlo at apat na bilis na may medyo simpleng mga switch.

kanin. 2. Mga scheme para sa paglipat ng mga pole ng isang induction motor.

Ang ganitong mga de-koryenteng motor ay ginawa ng mechanical engineering sa magkakasabay na bilis na 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/750/1000 rpm.

Ang metalikang kuwintas ng induction motor ay maaaring ipahayag ng kilalang formula

kung saan ang Ig ay ang kasalukuyang sa rotor circuit; Ang F ay ang magnetic flux ng motor; ? Ang 2 ay ang anggulo ng phase sa pagitan ng kasalukuyang mga vector at e. atbp. v. rotor.

kanin. 3. Three-phase multi-speed squirrel-cage motor.

Isaalang-alang ang formula na ito na may kaugnayan sa kontrol ng bilis ng isang induction motor.

Ang pinakamataas na pinahihintulutang tuloy-tuloy na kasalukuyang sa rotor ay tinutukoy ng pinahihintulutang pag-init at samakatuwid ay humigit-kumulang na pare-pareho. Kung ang regulasyon ng bilis ay isinasagawa na may pare-pareho ang magnetic flux, kung gayon sa lahat ng mga bilis ng motor ang maximum na pangmatagalang pinahihintulutang metalikang kuwintas ay magiging pare-pareho din. Ang kontrol sa bilis na ito ay tinatawag na pare-parehong kontrol ng metalikang kuwintas.

Ang regulasyon ng bilis sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng paglaban sa rotor circuit ay ang regulasyon na may pare-pareho ang maximum na pinahihintulutang metalikang kuwintas, dahil ang magnetic flux ng makina ay hindi nagbabago sa panahon ng regulasyon.

Ang maximum na pinahihintulutang kapaki-pakinabang na kapangyarihan ng motor shaft sa isang mas mababang bilis ng pag-ikot (at samakatuwid ay isang mas malaking bilang ng mga pole) ay tinutukoy ng expression

kung saan If1 — phase current, maximum na pinapayagan ayon sa mga kondisyon ng pag-init; Uph1 — phase boltahe ng stator na may mas malaking bilang ng mga pole.

Ang maximum na pinapayagang kapaki-pakinabang na kapangyarihan ng motor shaft sa isang mas mataas na bilis ng pag-ikot (at isang mas maliit na bilang ng mga pole) Uph2 — phase boltahe sa kasong ito.

Kapag lumipat mula sa isang delta na koneksyon sa isang bituin, ang phase boltahe ay bumababa ng isang kadahilanan na 2.Kaya, kapag lumilipat mula sa circuit a hanggang sa circuit b (Larawan 2), nakukuha namin ang ratio ng kapangyarihan

Pagkuha ng magaspang

Kunin mo

Sa madaling salita, ang kapangyarihan sa mas mababang bilis ay 0.86 ng kapangyarihan sa mas mataas na bilis ng rotor. Dahil sa medyo maliit na pagbabago sa maximum na tuloy-tuloy na kapangyarihan sa dalawang bilis, ang naturang regulasyon ay karaniwang tinutukoy bilang pare-parehong regulasyon ng kuryente.

Kung, kapag nagkokonekta ng mga kalahati ng bawat yugto, sunud-sunod kang gumamit ng koneksyon ng bituin, at pagkatapos ay lumipat sa isang parallel na koneksyon ng bituin (Larawan 2, b), pagkatapos ay makakakuha tayo

O kaya

Kaya, sa kasong ito, mayroong patuloy na kontrol sa mga rebolusyon ng metalikang kuwintas. Sa metalworking machine tool, ang mga pangunahing motion drive ay nangangailangan ng pare-pareho ang power speed control at ang feed drive ay nangangailangan ng pare-pareho ang torque speed control.

Ang mga kalkulasyon sa itaas ng power ratio sa pinakamataas at pinakamababang bilis ay tinatayang. Halimbawa, ang posibilidad ng pagtaas ng pagkarga sa mataas na bilis dahil sa mas matinding paglamig ng mga windings ay hindi isinasaalang-alang; ang ipinapalagay na pagkakapantay-pantay ay napaka-approximate. Kaya, para sa 4A na motor na mayroon tayo

Bilang resulta, ang power ratio ng engine na ito ay P1 / P2 = 0.71. Halos pareho ang mga ratio na nalalapat sa iba pang dalawang-bilis na makina.

Ang mga bagong multi-speed single-coil electric motor, depende sa switching scheme, ay nagbibigay-daan sa kontrol ng bilis na may pare-parehong kapangyarihan at pare-pareho ang metalikang kuwintas.

Ang maliit na bilang ng mga yugto ng kontrol na maaaring makuha gamit ang pole-changing induction motors ay kadalasang nagbibigay-daan sa mga naturang motor na magamit lamang sa mga machine tool na may mga espesyal na idinisenyong gearbox.

Tingnan din: Mga kalamangan ng paggamit ng multi-speed motors