Metod promene broja polova

Metod promene broja polova za kontrolu brzine asinhronog motora

Metod promene broja polova predstavlja jednu od glavnih tehnika za regulaciju brzine asinhronog motora. Ovaj pristup kontroli brzine kroz promenu broja polova uglavnom se primenjuje na kavezne motive. Razlog leži u jedinstvenoj karakteristici kavezne rotore, koja automatski generiše broj polova koji tačno odgovara broju polova u statornom obmotu.

Postoje tri glavna metoda pomoću kojih se može promeniti broj polova statora:

• Više statornih obmotava

• Metod posledica polova

• Modulacija amplituda polova (PAM)

Svaki od ovih metoda promene broja polova detaljno je objašnjen ispod:

Više statornih obmotava

U metodu više statornih obmotava, instalirane su dve različite obmotave na statoru, svaka sa ciljem da stvori različit broj polova. Samo jedna od ovih obmotava je pod napajanjem u bilo kom datom trenutku. Na primer, uzmimo motor opremljen sa dvema obmotavama dizajniranim za konfiguracije sa 6 i 4 pola. Sa frekvencijom strujnog naponskog talasa od 50 hercija, odgovarajuće sinkronne brzine za ove brojeve polova bi bile 1000 okretaja po minuti i 1500 okretaja po minuti, redom. Međutim, ovaj metod kontrole brzine ima svoje nedostatke; manje je energetski efikasan i opšte je skuplji za implementaciju u poređenju sa drugim tehnikama.

Metod posledica polova

Metod posledica polova uključuje deljenje jednog statornog obmotava na nekoliko grupa cievki, s krajevima svake grupe izvedenim za spoljnje povezivanje. Prostom rekonfiguracijom veza između ovih grupa cievki, broj polova može biti efektivno promenjen. U praktičnim aplikacijama, statorni obmotavi su tipično podeljeni na samo dve grupe cievki, omogućavajući promenu broja polova u odnosu 2:1.

Sljedeća slika ilustruje jednu fazu statornog obmotava koja sadrži 4 cievke. Ove cievke su podeljene u dve grupe, označene kao a - b i c - d.

Grupa cievki a - b sastoji se od neparnog broja cievki, specifično cievki 1 i 3, dok grupa cievki c - d sadrži paran broj cievki, to jest cievke 2 i 4. Ove dve cievke unutar svake grupe su spojene serijalno. Kao što je prikazano na slici iznad, terminali a, b, c i d su izvedeni za spoljne veze.

Toki kroz ove cievke mogu se kontrolisati vezanjem grupa cievki ili serijalno ili paralelno, kako je prikazano na sledećoj slici. Ova strategija vezanja omogućava manipulaciju magnetnim poljem generisanim statornim obmotavama, što je ključno za promenu broja polova i regulaciju brzine asinhronog motora.

U električnom sistemu sa 50 hercija, kada konfiguracija statornog obmotava rezultira ukupno četiri pola, odgovarajuća rotaciona brzina asinhronog motora je 1500 okretaja po minuti (rpm).

Kao što je prikazano na sledećoj slici, kada se promeni smer toka kroz cievke grupe a - b, značajna promena nastupa u magnetnom polju generisanom statornim obmotavama. Pod ovim novim uslovom, sve cievke unutar obmotava će proizvoditi severne (N) pole. Ova promena u konfiguraciji polova direktno utiče na brzinu motora i njegove radne karakteristike, formirajući ključni princip u metodu promene broja polova za kontrolu brzine asinhronih motora.

Principi promene broja polova i PAM tehnika

Da bi se magnetni krug zatvorio, magnetni fluks grupe polova mora preći prostor između grupa polova. Kao rezultat, indukuju se magnetni pol suprotne polariteta, S-pol. Ovi indukovani polovi nazivaju se posledični polovi. Stoga, broj polova mašine udvostručava se u odnosu na originalni broj (na primer, povećanje sa 4 na 8 polova), a sinkronna brzina se smanjuje na pola (smanjenje sa 1500 rpm na 750 rpm).

Ovaj princip može se primeniti na sve tri faze asinhronog motora. Pažljivim izborom kombinacija serijalnih i paralelnih veza za grupe cievki unutar svake faze, i odabirom odgovarajućih zvezdastihih ili delta veza između faza, postiže se promena brzine uz održavanje konstantnog momenta, konstantnog snaga ili omogućavanje radnog režima sa varirajućim momentom.

Tehnika modulacije amplitude polova (PAM)

Modulacija amplitude polova (PAM) nudi visoko prilagodljiv pristup promeni broja polova. U suprotnosti sa nekim tradicionalnim metodima koje uglavnom ostvaruju odnos brzine 2:1, PAM se može koristiti u situacijama gde su potrebni različiti odnosi brzine. Motore posebno dizajnirane za prilagođavanje brzine pomoću sheme modulacije amplitude polova zovu se PAM motori. Ovi motori pružaju poboljšanu fleksibilnost u kontroli brzine, čime postaju pogodni za širok spektar primena gde je potrebna precizna i varirajuća regulacija brzine.