Metoda promjene broja polova

Metoda promjene broja polova za kontrolu brzine indukcijskog motora

Metoda promjene broja polova predstavlja jednu od glavnih tehnika za regulaciju brzine indukcijskog motora. Ovaj pristup kontroli brzine putem promjene broja polova uglavnom se primjenjuje na kavezne motive. Razlog leži u jedinstvenoj karakteristici kaveznog rotora, koji automatski generira točan broj polova koji točno odgovara broju polova u statornom oplitanju.

Postoji tri glavna metoda s kojima se može promijeniti broj polova statora:

• Više oplitanja statora

• Metoda posljedica polova

• Modulacija amplituda polova (PAM)

Svaka od ovih metoda promjene broja polova detaljno je objašnjena u nastavku:

Više oplitanja statora

U metodi više oplitanja statora, instalirana su dva različita oplitana na statoru, svako namotano da stvori različit broj polova. Samo jedno od tih oplitanja je snabdijevano strujom u bilo kojem trenutku. Na primjer, razmotrimo motor opremljen s dva oplitana dizajnirana za konfiguracije sa 6 i 4 pola. S frekvencijom električne snabdjeve od 50 hercija, odgovarajuće sinkronne brzine za te brojeve polova bi bile 1000 okretaja po minuti i 1500 okretaja po minuti, redom. Međutim, ova metoda kontrole brzine ima svoje nedostatke; manje je energetski učinkovita i obično je skuplja za implementaciju u usporedbi s drugim tehnikama.

Metoda posljedica polova

Metoda posljedica polova uključuje podjelu jednog oplitanja statora na nekoliko grupa bobina, s terminalima svake grupe izvedenim za vanjsko povezivanje. Jednostavnom rekonfiguracijom veza između ovih grupa bobina, broj polova se može efektivno promijeniti. U praktičnim primjenama, oplitanja statora obično su podijeljena samo u dvije grupe bobina, omogućujući promjenu broja polova u omjeru 2:1.

Sljedeća slika ilustrira jednu fazu oplitanja statora koja sastoji se od 4 bobine. Te bobine su podijeljene u dvije grupe, označene kao a - b i c - d.

Grupa bobina a - b sastoji se od neparne brojke bobina, posebno bobina 1 i 3, dok grupa bobina c - d sadrži parnu brojku bobina, posebno bobine 2 i 4. Ove dvije bobine unutar svake grupe su spojene serijalno. Kao što je prikazano na gornjoj slici, terminali a, b, c i d su izvedeni za vanjske veze.

Protok struje kroz te bobine može se kontrolirati vezanjem grupa bobina ili serijalno ili paralelno, kako je prikazano na donjoj slici. Ova strategija povezivanja omogućuje manipulaciju magnetskim poljem generiranim oplitanjima statora, što igra ključnu ulogu u promjeni broja polova i time regulaciji brzine indukcijskog motora.

U električnom sustavu od 50 hercija, kada konfiguracija oplitanja statora rezultira ukupno četiri pola, odgovarajuća rotacijska brzina indukcijskog motora je 1500 okretaja po minuti (rpm).

Kao što je prikazano na donjoj slici, kada se smjer protoka struje kroz bobine grupe a - b obrne, značajna se događa promjena u magnetskom polju generiranom oplitanjima statora. Pod ovim novim uvjetom, sve bobine unutar oplitanja će proizvoditi sjeverne (N) pole. Ova promjena u konfiguraciji polova direktno utječe na brzinu i radne karakteristike motora, formirajući ključni princip u metodi promjene broja polova za kontrolu brzine indukcijskog motora.

Principi promjene broja polova i PAM tehnika

Da bi se zatvorio magnetski krug, magnetski tok polne grupe mora preći prostor između grupa polova. Kao rezultat, inducirani je magnetski pol suprotne polariteta, S - pol. Ovi inducirani polovi nazivaju se posljedice polova. Stoga, broj polova mašine udvostručava se s originalnog broja (na primjer, povećava se s 4 na 8 polova), a sinkronna brzina se smanjuje na pola (smanjuje se s 1500 rpm na 750 rpm).

Ovaj princip može se primijeniti na sve tri faze indukcijskog motora. Odabirom kombinacija serijalnih i paralelnih veza za grupe bobina unutar svake faze, te odabirom odgovarajućih zvijezdasta ili delta veza između faza, postaje moguće postići promjene brzine uz održavanje konstantnog momenta, konstantne snage ili omogućavanje variranja momenta.

Tehnika modulacije amplitude polova (PAM)

Modulacija amplitude polova nudi visoko prilagodljiv pristup promjeni broja polova. Usporedno s nekim tradicionalnim metodama koje uglavnom postižu omjer brzine od 2:1, PAM se može koristiti u scenarijima gdje su potrebni različiti omjeri brzine. Motore specifično inženjerirane za prilagodbu brzine pomoću sheme modulacije amplitude polova zovu PAM motori. Ovi motori nude poboljšanu fleksibilnost u kontroli brzine, što ih čini prikladnim za širok spektar primjena gdje je potrebna precizna i raznolika regulacija brzine.