روش تغییر پول

روش تغییر قطب برای کنترل سرعت موتور القایی

روش تغییر قطب یکی از روش‌های اصلی برای تنظیم سرعت موتور القایی است. این روش کنترل سرعت از طریق تغییر قطب بیشتر در موتورهای قفسی استفاده می‌شود. دلیل آن ویژگی منحصر به فرد روتور قفسی است که به طور خودکار تعداد قطب‌هایی را تولید می‌کند که دقیقاً با تعداد قطب‌های پیچک استاتور مطابقت دارد.

سه روش اصلی برای تغییر تعداد قطب‌های استاتور وجود دارد:

• پیچک‌های چندگانه استاتور

• روش قطب‌های پیامدی

• مدولاسیون دامنه قطب (PAM)

هر یک از این روش‌های تغییر قطب در زیر به طور جزئی توضیح داده شده است:

پیچک‌های چندگانه استاتور

در روش پیچک‌های چندگانه استاتور، دو پیچک متفاوت روی استاتور نصب می‌شود، هر یک با تعداد قطب‌های مختلف. فقط یکی از این پیچک‌ها در هر زمان تغذیه می‌شود. به عنوان مثال، یک موتور با دو پیچک طراحی شده برای تعداد قطب‌های 6 و 4 را در نظر بگیرید. با فرکانس تغذیه الکتریکی 50 هرتز، سرعت‌های همزمان متناظر برای این تعداد قطب‌ها به ترتیب 1000 دور در دقیقه و 1500 دور در دقیقه خواهد بود. با این حال، این روش کنترل سرعت نقص‌های خود را دارد؛ این روش کمتر کارآمد از نظر انرژی و معمولاً گران‌تر برای اجرایی شدن نسبت به سایر روش‌ها است.

روش قطب‌های پیامدی

روش قطب‌های پیامدی شامل تقسیم یک پیچک استاتور به چند گروه کویل است، با اینکه انتهای هر گروه برای اتصال خارجی بیرون آورده شده است. با تنها بازآرایی اتصالات بین این گروه‌های کویل، تعداد قطب‌ها به طور موثر تغییر می‌کند. در کاربردهای عملی، پیچک‌های استاتور معمولاً به دو گروه کویل تقسیم می‌شوند، که اجازه می‌دهد تعداد قطب‌ها به نسبت 2:1 تغییر کند.

شکل زیر یک فاز از پیچک استاتور را نشان می‌دهد که شامل 4 کویل است. این کویل‌ها به دو گروه تقسیم شده‌اند، به نام‌های a - b و c - d.

گروه کویل a - b شامل تعداد فردی کویل، به طور خاص کویل‌های 1 و 3 است، در حالی که گروه کویل c - d شامل تعداد زوجی کویل، به طور خاص کویل‌های 2 و 4 است. این دو کویل در هر گروه به صورت سری به هم متصل شده‌اند. همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، انتهای‌های a، b، c و d برای اتصالات خارجی بیرون آورده شده‌اند.

جریان از طریق این کویل‌ها می‌تواند با اتصال گروه‌های کویل به صورت سری یا موازی کنترل شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. این ترتیب اتصال استراتژیک اجازه می‌دهد که میدان مغناطیسی تولید شده توسط پیچک‌های استاتور کنترل شود، که به نوبه خود نقش مهمی در تغییر تعداد قطب‌ها و در نتیجه تنظیم سرعت موتور القایی دارد.

در یک سیستم الکتریکی 50 هرتزی، وقتی که پیکربندی پیچک استاتور به تعداد چهار قطب منجر می‌شود، سرعت چرخش موتور القایی 1500 دور در دقیقه (rpm) خواهد بود.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، وقتی جهت جریان عبوری از کویل‌های گروه a - b معکوس می‌شود، تغییر قابل توجهی در میدان مغناطیسی تولید شده توسط پیچک‌های استاتور ایجاد می‌شود. تحت این شرایط جدید، تمام کویل‌های موجود در پیچک قطب شمال (N) تولید می‌کنند. این تغییر در پیکربندی قطب‌ها مستقیماً بر سرعت و مشخصات عملکردی موتور تأثیر می‌گذارد و یک اصل کلیدی در روش تغییر قطب برای کنترل سرعت موتورهای القایی است.

اصول تغییر قطب و روش PAM

برای تکمیل مدار مغناطیسی، میدان مغناطیسی گروه قطب باید فضای بین گروه‌های قطب را عبور کند. در نتیجه، یک قطب مغناطیسی با قطبیت مخالف، یعنی قطب S، القاء می‌شود. این قطب‌های القاء شده به عنوان قطب‌های پیامدی شناخته می‌شوند. بنابراین، تعداد قطب‌های ماشین دو برابر تعداد اولیه خود می‌شود (به عنوان مثال، از 4 به 8 قطب) و سرعت همزمان نصف می‌شود (از 1500 rpm به 750 rpm).

این اصل می‌تواند در همه سه فاز یک موتور القایی اعمال شود. با انتخاب دقیق ترکیبات اتصالات سری و موازی برای گروه‌های کویل در هر فاز، و با انتخاب اتصالات ستاره‌ای یا مثلثی مناسب بین فازها، امکان تغییر سرعت در حال حفظ گشتاور ثابت، عملکرد با توان ثابت یا امکان عملکرد با گشتاور متغیر فراهم می‌شود.

روش مدولاسیون دامنه قطب (PAM)

مدولاسیون دامنه قطب یک روش بسیار انعطاف‌پذیر برای تغییر قطب است. برخلاف برخی روش‌های سنتی که عمدتاً نسبت سرعت 2:1 را به دست می‌آورند، PAM می‌تواند در سناریوهایی که نیاز به نسبت‌های سرعت متفاوت است استفاده شود. موتورهایی که به طور خاص برای تنظیم سرعت با استفاده از طرح مدولاسیون دامنه قطب طراحی شده‌اند، موتورهای PAM نامیده می‌شوند. این موتورها انعطاف‌پذیری بیشتری در کنترل سرعت ارائه می‌دهند و برای محدوده گسترده‌ای از کاربردها که نیاز به تنظیم دقیق و متنوع سرعت دارند مناسب هستند.