Регулювання швидкості обертання асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором здійснюється зміною числа полюсів магнітної системи машини шляхом перемикання обмоток статора.

Швидкість обертання магнітного поля:

де f – частота струму в ланцюзі статора; р – число пар полюсів машини.

де S – ковзання.

Промисловість випускає багатошвидкісні асинхронні електродвигуни, які можуть мати при перемиканні числа пар полюсів дві, три і чотири швидкості. Багатошвидкісні електродвигуни виконуються з короткозамкненим ротором.

Зміна числа пар полюсів електродвигуна досягається перемиканням обмотки статора, яка складається з окремих частин.

У чотиришвидкісних електродвигунах у пазах статора розміщені дві обмотки, які відповідають різному числу полюсів, кожна з яких допускає роботу електродвигуна на двох швидкостях. Певну швидкість створює то перша, то друга з цих обмоток через переключення на більше чи менше число полюсів, тобто за схемами тощо, де - схеми з’єднання обмоток статора: зірка, подвійна зірка, трикутник. При переході від до електродвигун, як правило, працює в режимі генераторного гальмування з віддачею енергії в мережу.

Чотиришвидкісні електродвигуни, які випускає промисловість, мають такі синхронні швидкості обертання:

3000/1500/1000/500 об/хв;

3000/1500/750/375 об/хв;

1500/1000/750/500 об/хв;

1000/750/500/375 об/хв.

Багатошвидкісні асинхронні двигуни використовуються в металорізальних верстатах, підйомно-транспортних механізмах, насосах та інших механізмах, в яких плавність регулювання не є обов’язковою умовою, а механізм привода спрощується, оскільки для нього, не потрібні механічні регульовані передачі.

Схема керування таком двигуном включає досліджуваний двигун АД, автомат АВ і схему керування на змінному оперативному струмі. Контроль за напругою і струмом в обмотці статора здійснюється за допомогою вольтметра V і амперметра А.

На першу швидкість двигун включається контактором С1 при вмиканні в мережу першої обмотки статора, з’єднаної трикутником ; на другу швидкість – контактором С2 при включені другої обмотки, з’єднаної трикутником ; на третю швидкість – контактором С3 при включені першої обмотки, з’єднаної подвійною зіркою і на четверту швидкість – контактором С4 при включені другої обмотки, з’єднаної подвійною зіркою .

Для недопущення одночасного включення різних швидкостей в схемі передбачене комбіноване блокування – електричне і механічне. При включенні котушки С1 натисканням кнопки П1 розмикається ланцюг котушки С2. Блок-контакти С1 і С2 розмикають контакти в ланцюзі керування вмиканням на ІІІ, І, ІV швидкостях, і блок-контакти С3, С4 розмикають контакти в ланцюзі керування вмиканням на І і ІІ швидкостях.

Для прикладу прослідкуємо за порядком роботи схеми при включенні на ІІІ швидкість.

Натисканням пускової кнопки П3 включається котушка контактора С3 і розмикається коло вмикання на ІV швидкість контактором С3. Замикаються силові контакти С3 в першій обмотці статора; перша обмотка статора підключається до мережі, а пускова кнопка П3 шунтується блок-контактом С3.

Неможливість ввімкнення І і ІІ швидкостей забезпечується розмиканням блок-контакту С3.

Для перемикання працюючого двигуна з однієї швидкості на другу потрібно спочатку короткочасно натиснути кнопку “Стоп” С, а потім вже натиснути кнопку “Пуск” на нову швидкість.

 

Хід роботи

Запустити схему виконання роботи (рисунок 15.1).

Ознайомитись з апаратурою керування і виконати переключення швидкості оберту двигуна.

По черзі перемикати швидкість оберту якоря двигуна. Вивчити схему переключення обмоток і пояснити фізику процесів, що відбуваються в двигуні.

Рисунок 15.1 – Схема дослідження

Контрольні питання.

1 Поясніть принцип роботи схеми управління на різних швидкостях.

2 Де використовуються чотиришвидкісні двигуни?

3 Які електричні і механічні блокування передбачені в схемі керування

Лабораторна робота № 16

Тема: синтез схем аналогово-цифрових перетворювачів

Мета: побудовати і дослідити модель аналогово-цифрового перетворювача в середовищі MATLAB