Phương pháp thay đổi số cực

Phương pháp Thay đổi Cực cho Điều khiển Tốc độ Động cơ Điện từ

Phương pháp thay đổi cực là một trong những kỹ thuật chính để điều chỉnh tốc độ của động cơ điện từ. Cách tiếp cận điều khiển tốc độ thông qua việc thay đổi cực chủ yếu được áp dụng cho động cơ chuột lồng. Lý do nằm ở đặc điểm độc đáo của rotor chuột lồng, tự động tạo ra số lượng cực chính xác phù hợp với số lượng cực trong cuộn dây stator.

Có ba phương pháp chính để thay đổi số lượng cực stator:

• Nhiều cuộn dây stator

• Phương pháp cực liên tiếp

• Điều chế biên độ cực (PAM)

Mỗi phương pháp thay đổi cực này sẽ được giải thích chi tiết dưới đây:

Nhiều Cuộn Dây Stator

Trong phương pháp nhiều cuộn dây stator, hai cuộn dây riêng biệt được lắp đặt trên stator, mỗi cuộn dây được quấn để tạo ra số lượng cực khác nhau. Chỉ có một cuộn dây được cấp nguồn tại bất kỳ thời điểm nào. Ví dụ, xem xét động cơ được trang bị hai cuộn dây thiết kế cho cấu hình 6 cực và 4 cực. Với tần số cung cấp điện là 50 hertz, tốc độ đồng bộ tương ứng cho các số cực này sẽ là 1000 vòng/phút và 1500 vòng/phút, tương ứng. Tuy nhiên, phương pháp điều khiển tốc độ này có nhược điểm; nó ít hiệu quả về năng lượng và thường đắt hơn để triển khai so với các kỹ thuật khác.

Phương Pháp Cực Liên Tiếp

Phương pháp cực liên tiếp bao gồm việc chia một cuộn dây stator thành nhiều nhóm cuộn, với các đầu cuối của mỗi nhóm được đưa ra ngoài để kết nối bên ngoài. Bằng cách chỉ đơn giản tái cấu hình các kết nối giữa các nhóm cuộn, số lượng cực có thể được thay đổi hiệu quả. Trong thực tế, cuộn dây stator thường được chia thành chỉ hai nhóm cuộn, cho phép thay đổi số cực theo tỷ lệ 2:1.

Hình sau minh họa một pha của cuộn dây stator bao gồm 4 cuộn. Các cuộn này được chia thành hai nhóm, được đánh dấu là a - b và c - d.

Nhóm cuộn a - b bao gồm số lượng cuộn lẻ, cụ thể là cuộn 1 và 3, trong khi nhóm cuộn c - d chứa số lượng cuộn chẵn, cụ thể là cuộn 2 và 4. Hai cuộn trong mỗi nhóm được kết nối theo chuỗi. Như được mô tả trong hình trên, các đầu cuối a, b, c và d được đưa ra ngoài để kết nối bên ngoài.

Dòng điện qua các cuộn này có thể được kiểm soát bằng cách kết nối các nhóm cuộn theo chuỗi hoặc song song, như được minh họa trong hình dưới đây. Cách sắp xếp kết nối chiến lược này cho phép thao tác trường từ được tạo ra bởi cuộn dây stator, điều này đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi số cực và do đó điều chỉnh tốc độ của động cơ điện từ.

Trong hệ thống điện 50 hertz, khi cấu hình cuộn dây stator tạo ra tổng cộng bốn cực, tốc độ quay tương ứng của động cơ điện từ là 1500 vòng/phút (rpm).

Như được mô tả trong hình dưới đây, khi hướng dòng điện qua các cuộn của nhóm a - b được đảo ngược, một sự thay đổi đáng kể xảy ra trong trường từ được tạo ra bởi cuộn dây stator. Trong điều kiện mới này, tất cả các cuộn trong cuộn dây sẽ tạo ra cực bắc (N). Sự thay đổi trong cấu hình cực直接影响了电机的速度和运行特性，这是感应电动机变极调速方法的关键原理。 请允许我继续翻译剩余的部分： ```html

Sự thay đổi trong cấu hình cực này trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ và đặc tính hoạt động của động cơ, tạo nên nguyên lý then chốt trong phương pháp thay đổi cực để điều khiển tốc độ động cơ điện từ.

Nguyên lý Thay đổi Cực và Kỹ Thuật PAM

Để hoàn thành mạch từ, dòng từ của nhóm cực phải đi qua không gian giữa các nhóm cực. Kết quả là, một cực từ trái dấu, cực S, được cảm ứng. Những cực từ được cảm ứng này được gọi là cực liên tiếp. Do đó, số lượng cực của máy tăng gấp đôi so với ban đầu (ví dụ, tăng từ 4 lên 8 cực), và tốc độ đồng bộ giảm một nửa (giảm từ 1500 vòng/phút xuống 750 vòng/phút).

Nguyên lý này có thể được áp dụng cho tất cả ba pha của động cơ điện từ. Bằng cách lựa chọn cẩn thận các kết hợp của kết nối theo chuỗi và song song cho các nhóm cuộn trong mỗi pha, và bằng cách chọn kết nối sao hoặc tam giác phù hợp giữa các pha, có thể đạt được sự thay đổi tốc độ trong khi duy trì mô-men xoắn không đổi, vận hành công suất không đổi, hoặc cho phép vận hành mô-men xoắn biến thiên.

Kỹ Thuật Điều Chế Biên Độ Cực (PAM)

Điều chế biên độ cực cung cấp một cách tiếp cận rất linh hoạt để thay đổi cực. Không giống như một số phương pháp truyền thống chủ yếu đạt được tỷ lệ tốc độ 2:1, PAM có thể được sử dụng trong các tình huống cần tỷ lệ tốc độ khác nhau. Các động cơ được thiết kế đặc biệt để điều chỉnh tốc độ bằng cách sử dụng sơ đồ điều chế biên độ cực được gọi là động cơ PAM. Những động cơ này cung cấp tính linh hoạt cao trong việc điều khiển tốc độ, làm cho chúng phù hợp cho một loạt các ứng dụng yêu cầu điều chỉnh tốc độ chính xác và đa dạng.