Μέθοδος Αλλαγής Πόλων

Μέθοδος Αλλαγής Πόλων για Έλεγχο Ταχύτητας Ηλεκτρομαγνητικών Μοτέρ

Η μέθοδος αλλαγής πόλων είναι μία από τις βασικές τεχνικές για τον έλεγχο της ταχύτητας μιας ηλεκτρομαγνητικής μοτέρ. Αυτή η προσέγγιση για τον έλεγχο της ταχύτητας μέσω της αλλαγής πόλων εφαρμόζεται κυρίως σε μοτέρ με ρότορα κλουβιά. Ο λόγος βρίσκεται στη μοναδική ιδιότητα του ρότορα κλουβιά, ο οποίος αυτόματα δημιουργεί έναν αριθμό πόλων που ταιριάζει ακριβώς με τον αριθμό πόλων στη στρέψη του στάτορ.

Υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι με τις οποίες μπορεί να αλλάξει ο αριθμός των πόλων του στάτορ:

• Πολλαπλές στρεψιές στάτορ

• Μέθοδος επακόλουθων πόλων

• Μόνωση πλάτους πόλων (PAM)

Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους αλλαγής πόλων εξηγείται λεπτομερώς παρακάτω:

Πολλαπλές Στρεψιές Στάτορ

Στη μέθοδο πολλαπλών στρεψιών στάτορ, εγκαθίστανται δύο διαφορετικές στρέψεις στον στάτορ, καθεμία των οποίων στρεφόμενη για να δημιουργήσει διαφορετικό αριθμό πόλων. Μόνο μία από αυτές τις στρέψεις ενεργοποιείται κάθε φορά. Για παράδειγμα, θεωρήστε μια μοτέρ που είναι εξοπλισμένη με δύο στρεψιές σχεδιασμένες για 6 - πόλους και 4 - πόλους διατάξεις. Με έναν ηλεκτρικό προμηθευτή συχνότητας 50 Χερτζ, οι αντίστοιχες συνδυασμένες ταχύτητες για αυτούς τους αριθμούς πόλων θα είναι 1000 επαναλήψεις ανά λεπτό και 1500 επαναλήψεις ανά λεπτό, αντίστοιχα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έλεγχου ταχύτητας έχει τα δικά της μειονεκτήματα· είναι λιγότερο ενεργειακά αποδοτική και γενικά πιο ακριβή να εφαρμοστεί σε σύγκριση με άλλες τεχνικές.

Μέθοδος Επακόλουθων Πόλων

Η μέθοδος επακόλουθων πόλων περιλαμβάνει τη διαίρεση μιας μοναδικής στρέψης στάτορ σε αρκετά συνθέσματα κατασκευών, με τα τερματικά κάθε συνθέσματος να εξάγονται για εξωτερική σύνδεση. Με την απλή αναδιάρθρωση των συνδέσεων μεταξύ αυτών των συνθεσμάτων, ο αριθμός των πόλων μπορεί να αλλάξει αποτελεσματικά. Στις πρακτικές εφαρμογές, οι στρέψεις στάτορ διαιρούνται συνήθως σε δύο συνθέσματα, επιτρέποντας μια αλλαγή αριθμού πόλων σε λόγο 2:1.

Το εξής σχήμα απεικονίζει μια μονοφάση στρέψης στάτορ που αποτελείται από 4 κατασκευές. Αυτές οι κατασκευές χωρίζονται σε δύο συνθέσματα, επισημασμένα ως a - b και c - d.

Το συνθέσμα a - b αποτελείται από μοναδικό αριθμό κατασκευών, συγκεκριμένα τις κατασκευές 1 και 3, ενώ το συνθέσμα c - d περιέχει ζυγό αριθμό κατασκευών, δηλαδή τις κατασκευές 2 και 4. Αυτές οι δύο κατασκευές μέσα σε κάθε συνθέσμα συνδέονται σε σειρά. Όπως εικονίζεται στο παραπάνω σχήμα, τα τερματικά a, b, c και d εξάγονται για εξωτερικές συνδέσεις.

Ο ροής του ρεύματος μέσω αυτών των κατασκευών μπορεί να ελεγχθεί συνδέοντας τα συνθέσματα είτε σε σειρά είτε παράλληλα, όπως εικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. Αυτή η στρατηγική διάταξη σύνδεσης επιτρέπει τον έλεγχο του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από τις στρέψεις στάτορ, το οποίο στη συνέχεια παίζει κρίσιμο ρόλο στην αλλαγή του αριθμού πόλων και, συνεπώς, στον έλεγχο της ταχύτητας της ηλεκτρομαγνητικής μοτέρ.

Σε ένα σύστημα 50 - Χερτζ, όταν η διάταξη στρέψης στάτορ έχει ως αποτέλεσμα συνολικά τέσσερις πόλους, η αντίστοιχη συντελεστική ταχύτητα της ηλεκτρομαγνητικής μοτέρ είναι 1500 επαναλήψεις ανά λεπτό (rpm).

Όπως εικονίζεται στο παρακάτω σχήμα, όταν η κατεύθυνση του ρεύματος που ρέει μέσω των κατασκευών του συνθέσματος a - b ανατρέπεται, σημαντική αλλαγή συμβαίνει στο μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τις στρέψεις στάτορ. Κάτω από αυτές τις νέες συνθήκες, όλες οι κατασκευές μέσα στη στρέψη θα παράγουν βόρειες (N) πόλους. Αυτή η αλλαγή στη διάταξη των πόλων επηρεάζει άμεσα την ταχύτητα και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της μοτέρ, σχηματίζοντας ένα βασικό αρχή στη μέθοδο έλεγχου ταχύτητας μέσω αλλαγής πόλων της ηλεκτρομαγνητικής μοτέρ.

Αρχές Αλλαγής Πόλων και Τεχνική PAM

Για την ολοκλήρωση του μαγνητικού κύκλου, το μαγνητικό ροή του συνθέσματος πόλων πρέπει να διασχίσει το χώρο μεταξύ των συνθέσματων πόλων. Συνεπώς, επικαλύπτεται ένας μαγνητικός πόλος αντίθετης πολικότητας, ένας S - πόλος. Αυτοί οι επικαλυμμένοι πόλοι ονομάζονται επακόλουθοι πόλοι. Συνεπώς, ο αριθμός πόλων του μηχανήματος διπλασιάζεται από τον αρχικό του αριθμό (για παράδειγμα, αυξάνεται από 4 σε 8 πόλους), και η συντελεστική ταχύτητα μειώνεται κατά το ήμισυ (μειώνεται από 1500 rpm σε 750 rpm).

Αυτή η αρχή μπορεί να εφαρμοστεί σε όλες τις τρεις φάσεις μιας ηλεκτρομαγνητικής μοτέρ. Με την επιλογή συνδυασμών σε σειρά και παράλληλα συνδέσεις για τα συνθέσματα κατασκευών μέσα σε κάθε φάση, και με την επιλογή κατάλληλων συνδέσεων σε αστέρα ή δέλτα μεταξύ των φάσεων, είναι δυνατό να επιτευχθούν αλλαγές ταχύτητας, διατηρώντας σταθερή ροπή, σταθερή ισχύ ή επιτρέποντας μεταβαλλόμενη ροπή.

Τεχνική Μόνωσης Πλάτους Πόλων (PAM)

Η μόνωση πλάτους πόλων προσφέρει μια εξαιρετικά προσαρμοστική προσέγγιση στην αλλαγή πόλων. Σε αντίθεση με κάποιες παραδοσιακές μεθόδους που κυρίως επιτυγχάνουν λόγο ταχύτητας 2:1, η PAM μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις όπου απαιτούνται διαφορετικοί λόγοι ταχύτητας. Μοτέρ που σχεδιάζονται ειδικά για προσαρμογή ταχύτητας με τη χρήση της σχεδίασης μόνωσης πλάτους πόλων ονομάζονται PAM μοτέρ. Αυτές οι μοτέρ παρέχουν ενισχυμένη ευελιξία στον έλεγχο ταχύτητας, καθιστώντας τις κατάλληλες για μια ευρεία γκάμα εφαρμογών όπου απαιτείται ακριβής και ποικιλομορφος έλεγχος ταχύτητας.