Motor elektrik pelbagai kelajuan dan penggunaannya — tujuan dan ciri, penentuan kuasa pada kelajuan putaran yang berbeza

Motor elektrik pelbagai kelajuan — motor tak segerak dengan beberapa peringkat kelajuan, direka untuk memacu mekanisme yang memerlukan kawalan kelajuan tanpa langkah.

Motor pelbagai kelajuan ialah motor yang direka khas. Mereka mempunyai belitan stator khas dan rotor sangkar biasa.

Bergantung pada nisbah kutub, kerumitan litar dan tahun pengeluaran motor elektrik pelbagai kelajuan, pemegunnya dihasilkan dalam empat versi:

• gegelung satu kelajuan bebas untuk dua, tiga, malah empat kelajuan;

• dengan satu atau dua gegelung dengan pensuisan tiang, dalam kes pertama dua peringkat, dan dalam kedua - empat peringkat;

• dengan kehadiran tiga kelajuan putaran motor elektrik, satu gegelung dihidupkan dengan tiang - dua kelajuan, dan yang kedua - kelajuan tunggal, bebas - untuk sebarang bilangan tiang;

• dengan satu gegelung dengan pensuisan kutub untuk tiga atau empat kelajuan.

Motor penggulungan sendiri mempunyai penggunaan dan pengisian slot yang lemah kerana kehadiran sejumlah besar wayar dan pengedap, yang mengurangkan kuasa dengan ketara dalam langkah kelajuan.
Kehadiran dua belitan suis kutub dalam stator, dan terutamanya satu untuk tiga atau empat kelajuan putaran, meningkatkan pengisian slot dan membolehkan penggunaan teras stator yang lebih rasional, akibatnya kuasa motor elektrik bertambah.

Mengikut kerumitan litar, motor elektrik pelbagai kelajuan dibahagikan kepada dua bahagian: dengan nisbah kutub sama dengan 2/1 dan — tidak sama dengan 2/1. Yang pertama termasuk motor elektrik dengan kelajuan 1500/3000 rpm atau 2p = 4/2, 750/1500 rpm atau 2p = 8/4, 500/1000 rpm atau 2p = 12/6, dsb., dan yang kedua — 1000 /1500 rpm atau 2p = 6/4, 750/1000 rpm atau 2p = 8/6, 1000/3000 rpm atau 2p = 6/2, 750/3000 rpm atau 2p = 8/2, 600/3000 rpm = 10/2, 375/1500 rpm atau 2p = 16/4, dsb.

Bergantung pada pilihan litar belitan suis kutub, dengan bilangan kutub yang berbeza, motor elektrik boleh sama ada kuasa malar atau tork malar.

Bagi motor dengan belitan kutub suis dan kuasa malar, bilangan lilitan dalam fasa pada kedua-dua bilangan kutub akan sama atau hampir antara satu sama lain, yang bermaksud bahawa arus dan kuasanya akan sama atau hampir. Tork mereka akan berbeza, bergantung pada bilangan revolusi.

Dalam motor elektrik tork malar dengan bilangan kutub yang lebih kecil, kumpulan belitan yang dibahagikan kepada dua bahagian dalam setiap fasa disambung secara selari dalam delta berganda atau bintang berganda, akibatnya bilangan lilitan dalam fasa berkurangan, dan keratan rentas wayar, arus dan kuasa digandakan.Apabila bertukar daripada kutub besar kepada kurang dalam susunan bintang / delta, bilangan lilitan berkurangan, dan arus dan kuasa akan meningkat sebanyak 1.73 kali. Ini bermakna bahawa pada kuasa yang lebih tinggi dan revolusi yang lebih tinggi, serta pada kuasa yang lebih rendah dan revolusi yang lebih rendah, tork akan sama.

Cara paling mudah untuk mendapatkan dua nombor pasangan kutub yang berbeza ialah susunan pemegun motor aruhan dengan dua belitan bebas… Industri elektrik menghasilkan motor sedemikian dengan kelajuan putaran segerak 1000/1500 rpm.

Walau bagaimanapun, terdapat beberapa skim pensuisan wayar belitan stator di mana belitan yang sama boleh menghasilkan bilangan kutub yang berbeza. Suis mudah dan meluas jenis ini ditunjukkan dalam rajah. 1, a dan b. Gegelung stator yang disambung secara bersiri membentuk dua pasang kutub (Rajah 1, a). Gegelung yang sama disambungkan dalam dua litar selari seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 1b, bentukkan sepasang tiang.

Industri ini menghasilkan motor belitan tunggal berbilang kelajuan dengan pensuisan selari siri dan dengan nisbah kelajuan 1: 2 dengan kelajuan segerak putaran 500/1000, 750/1500, 1500/3000 rpm.

Kaedah pensuisan yang diterangkan di atas bukanlah satu-satunya. Dalam rajah. 1, c menunjukkan litar yang membentuk bilangan kutub yang sama seperti litar yang ditunjukkan dalam rajah. 1, b.

Walau bagaimanapun, yang paling biasa dalam industri ialah kaedah pertama pensuisan siri selari, kerana dengan suis sedemikian, lebih sedikit wayar boleh dikeluarkan dari belitan stator dan oleh itu suis boleh menjadi lebih mudah.

nasi. 1. Prinsip menukar kutub motor aruhan.

Penggulungan tiga fasa boleh disambungkan ke rangkaian tiga fasa dalam bintang atau delta. Dalam rajah. 2, a dan b menunjukkan pensuisan yang meluas, di mana motor elektrik, untuk mendapatkan kelajuan yang lebih rendah, disambungkan dengan delta dengan sambungan siri gegelung, dan untuk mendapatkan kelajuan yang lebih tinggi, bintang dengan sambungan selari gegelung (t .aka bintang berganda).

Bersama-sama dengan dua kelajuan, industri elektrik juga menghasilkan motor tak segerak tiga kelajuan... Dalam kes ini, pemegun motor elektrik mempunyai dua belitan berasingan, satu daripadanya menyediakan dua kelajuan melalui pensuisan yang diterangkan di atas. Penggulungan kedua, biasanya termasuk dalam bintang, memberikan kelajuan ketiga.

Jika pemegun motor elektrik mempunyai dua belitan bebas, setiap satunya membenarkan pensuisan kutub, adalah mungkin untuk mendapatkan motor elektrik empat peringkat. Dalam kes ini, bilangan tiang dipilih supaya kelajuan putaran membentuk siri yang diperlukan. Gambar rajah motor elektrik sedemikian ditunjukkan dalam rajah. 2, c.

Perlu diingatkan bahawa medan magnet berputar akan mendorong tiga E dalam tiga fasa penggulungan terbiar. d. s, dengan saiz dan fasa yang sama beralih sebanyak 120 °. Jumlah geometri daya gerak elektrik ini, seperti yang diketahui daripada kejuruteraan elektrik, adalah sifar. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh fasa sinusoidal yang tidak tepat e. dan lain-lain. c. arus sesalur, jumlah d. ini, dsb. v. mungkin sifar. Dalam kes ini, arus timbul dalam gegelung tidak berfungsi tertutup, yang memanaskan gegelung ini.

Untuk mengelakkan fenomena ini, litar pensuisan kutub dibuat sedemikian rupa sehingga gegelung melahu terbuka (Rajah 12, c).Oleh kerana nilai arus atas yang kecil dalam beberapa motor elektrik, kadangkala tiada putus dibuat dalam gelung tertutup belitan terbiar.

Menghasilkan motor dua luka tiga kelajuan yang mempunyai kelajuan putaran segerak 1000/1500/3000 dan 750/1500/3000 rpm dan motor empat kelajuan dengan 500/750/1000/1500 rpm. Motor dua kelajuan mempunyai enam, tiga kelajuan sembilan, dan empat kelajuan 12 terminal ke suis kutub.

Perlu diingatkan bahawa terdapat litar untuk motor dua kelajuan, yang dengan satu penggulungan memungkinkan untuk mendapatkan kelajuan putaran yang nisbahnya tidak sama dengan 1: 2. Motor elektrik sedemikian memberikan kelajuan putaran segerak 750/3000, 1000/1500 , 1000/3000 rpm

Tiga dan empat bilangan pasangan tiang yang berbeza boleh diperolehi dengan menggunakan skema khas untuk satu belitan. Motor elektrik berbilang kelajuan dengan satu belitan adalah jauh lebih kecil daripada motor dua belitan dengan parameter yang sama, yang sangat penting untuk kejuruteraan mekanikal .

Di samping itu, motor elektrik berliku tunggal mempunyai sedikit lebih tinggi penunjuk tenaga dan pengeluaran kurang intensif buruh. Kelemahan motor berbilang kelajuan dengan satu belitan adalah kehadiran lebih banyak wayar yang dimasukkan ke dalam suis.

Walau bagaimanapun, kerumitan suis tidak ditentukan oleh bilangan wayar yang dikeluarkan tetapi oleh bilangan suis serentak. Dalam hal ini, skema telah dibangunkan yang membolehkan, dengan kehadiran satu gegelung, untuk mendapatkan tiga dan empat kelajuan dengan suis yang agak mudah.

nasi. 2. Skim untuk menukar kutub motor aruhan.

Motor elektrik sedemikian dihasilkan oleh kejuruteraan mekanikal pada kelajuan segerak 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/750/1000 rpm.

Tork motor aruhan boleh dinyatakan dengan formula yang terkenal

di mana Ig ialah arus dalam litar pemutar; F ialah fluks magnet motor; ? 2 ialah sudut fasa antara vektor semasa dan e. dan lain-lain. v. pemutar.

nasi. 3. Motor sangkar tupai berbilang kelajuan tiga fasa.

Pertimbangkan formula ini berhubung dengan kawalan kelajuan motor aruhan.

Arus berterusan tertinggi yang dibenarkan dalam pemutar ditentukan oleh pemanasan yang dibenarkan dan oleh itu kira-kira malar. Sekiranya peraturan kelajuan dijalankan dengan fluks magnet yang berterusan, maka pada semua kelajuan motor, tork maksimum yang dibenarkan jangka panjang juga akan tetap. Kawalan kelajuan ini dipanggil kawalan tork malar.

Peraturan kelajuan dengan mengubah rintangan dalam litar pemutar adalah peraturan dengan tork maksimum yang dibenarkan, kerana fluks magnet mesin tidak berubah semasa peraturan.

Kuasa berguna maksimum yang dibenarkan bagi aci motor pada kelajuan putaran yang lebih rendah (dan oleh itu bilangan kutub yang lebih besar) ditentukan oleh ungkapan

di mana If1 — arus fasa, maksimum dibenarkan mengikut keadaan pemanasan; Uph1 — voltan fasa stator dengan bilangan kutub yang lebih besar.

Kuasa berguna maksimum yang dibenarkan bagi aci motor pada kelajuan putaran yang lebih tinggi (dan bilangan kutub yang lebih kecil) Uph2 — voltan fasa dalam kes ini.

Apabila bertukar daripada sambungan delta kepada bintang, voltan fasa berkurangan sebanyak 2 faktor.Oleh itu, apabila bergerak dari litar a ke litar b (Rajah 2), kita mendapat nisbah kuasa

Bertindak kasar

ambil ini

Dalam erti kata lain, kuasa pada kelajuan rendah ialah 0.86 kuasa pada kelajuan rotor yang lebih tinggi. Memandangkan perubahan yang agak kecil dalam kuasa berterusan maksimum pada dua kelajuan, peraturan sedemikian secara konvensional dirujuk sebagai peraturan kuasa malar.

Jika, apabila menyambungkan separuh daripada setiap fasa, anda menggunakan sambungan bintang secara berurutan, dan kemudian beralih kepada sambungan bintang selari (Rajah 2, b), maka kita dapat

Ataupun

Oleh itu, dalam kes ini, terdapat kawalan berterusan ke atas putaran tork. Dalam alatan mesin kerja logam, pemacu gerakan utama memerlukan kawalan kelajuan kuasa yang berterusan dan pemacu suapan memerlukan kawalan kelajuan tork yang berterusan.

Pengiraan nisbah kuasa di atas pada kelajuan tertinggi dan terendah adalah anggaran. Sebagai contoh, kemungkinan meningkatkan beban pada kelajuan tinggi disebabkan oleh penyejukan belitan yang lebih sengit tidak diambil kira; kesamaan yang diandaikan juga adalah sangat anggaran.Jadi, untuk motor 4A yang kita ada

Hasilnya, nisbah kuasa enjin ini ialah P1 / P2 = 0.71. Kira-kira nisbah yang sama digunakan untuk enjin dua kelajuan yang lain.

Motor elektrik gegelung tunggal berbilang kelajuan baharu, bergantung pada skema pensuisan, membenarkan kawalan kelajuan dengan kuasa malar dan tork malar.

Bilangan kecil peringkat kawalan yang boleh diperolehi dengan motor aruhan menukar tiang biasanya membenarkan motor tersebut digunakan pada alatan mesin hanya dengan kotak gear yang direka khas.

Lihat juga: Kelebihan menggunakan motor pelbagai kelajuan