다중 속도 전기 모터 및 그 사용 — 목적 및 특성, 다양한 회전 속도에서의 전력 결정

다중 속도 전기 모터 — 여러 단계의 속도를 가진 비동기식 모터는 무단 속도 제어가 필요한 메커니즘을 구동하도록 설계되었습니다.

다중 속도 모터는 특별히 설계된 모터입니다. 특수 고정자 권선과 일반 케이지 로터가 있습니다.

극의 비율, 회로의 복잡성 및 다중 속도 전기 모터의 생산 연도에 따라 고정자는 네 가지 버전으로 생산됩니다.

• 2단, 3단, 4단 속도를 위한 독립적인 1단 코일;

• 극 스위칭이있는 하나 또는 두 개의 코일, 첫 번째 경우 2 단계, 두 번째 - 4 단계;

• 전기 모터의 세 가지 회전 속도가있는 경우 하나의 코일이 극으로 전환됩니다-2 단 속도 및 두 번째-단일 속도, 독립-모든 극 수에 대해;

• 3단 또는 4단 속도로 극 전환이 가능한 코일 1개 포함.

자동 권선 모터는 많은 수의 와이어와 씰이 존재하기 때문에 활용도가 낮고 슬롯 채우기가 발생하여 속도 단계에서 전력을 크게 줄입니다.
고정자에 2개의 극 전환 권선, 특히 3 또는 4 회전 속도를 위한 권선이 있으면 슬롯 충진이 개선되고 고정자 코어를 보다 합리적으로 사용할 수 있습니다. 그 결과 전기 모터의 전력이 증가합니다.

회로의 복잡성에 따라 다중 속도 전기 모터는 극비가 2/1이고 — 2/1이 아닌 두 부분으로 나뉩니다. 첫 번째는 1500/3000rpm 또는 2p = 4/2, 750/1500rpm 또는 2p = 8/4, 500/1000rpm 또는 2p = 12/6 등의 속도를 가진 전기 모터를 포함하고 두 번째는 — 1000/1500rpm 또는 2p = 6/4, 750/1000rpm 또는 2p = 8/6, 1000/3000rpm 또는 2p = 6/2, 750/3000rpm 또는 2p = 8/2, 600/3000rpm 또는 2p = 10/2, 375/1500rpm 또는 2p = 16/4 등

극 수가 다른 극 전환 권선 회로의 선택에 따라 전기 모터는 정전력 또는 정토크가 될 수 있습니다.

극 전환 권선 및 일정한 전력을 사용하는 모터의 경우 두 극 수에서 위상의 회전 수가 같거나 서로 가깝습니다. 즉, 전류와 전력이 같거나 비슷합니다. 회전 수에 따라 토크가 달라집니다.

극 수가 적은 정토크 전동기에서는 각 상에 두 부분으로 나누어진 권선군을 이중 델타 또는 이중 별 모양으로 병렬 연결하여 위상의 권수가 감소하고, 전선의 단면적, 전류 및 전력이 두 배가 됩니다.스타/델타 배열에서 큰 극에서 적은 극으로 전환할 때 회전 수가 감소하고 전류 및 전력이 1.73배 증가합니다. 이것은 더 높은 출력과 더 높은 회전수에서 뿐만 아니라 더 낮은 출력과 더 낮은 회전수에서도 토크가 동일하다는 것을 의미합니다.

두 개의 다른 수의 극 쌍을 얻는 가장 간단한 방법은 다음과 같습니다. 두 개의 독립적인 권선이 있는 유도 전동기의 고정자 배열… 전기 산업은 동기 회전 속도가 1000/1500rpm인 모터를 생산합니다.

그러나 동일한 권선이 다른 수의 극을 생성할 수 있는 여러 고정자 권선 와이어 스위칭 방식이 있습니다. 이 유형의 간단하고 광범위한 스위치가 그림에 나와 있습니다. 1, 가 및 나. 직렬로 연결된 고정자 코일은 두 쌍의 극을 형성합니다(그림 1, a). 그림과 같이 두 개의 병렬 회로에 연결된 동일한 코일. 1b, 한 쌍의 극을 형성하십시오.

업계에서는 직렬 병렬 스위칭 및 동기 회전 속도 500/1000, 750/1500, 1500/3000 rpm의 속도 비율 1:2의 다중 속도 단일 권선 모터를 생산합니다.

위에서 설명한 전환 방법이 유일한 것은 아닙니다. 무화과에서. 도 1의 c는 도 1에 도시된 회로와 동일한 극수를 형성하는 회로를 도시한다. 1, 나.

그러나 업계에서 가장 일반적인 것은 직렬-병렬 스위칭의 첫 ​​번째 방법이었습니다. 이러한 스위치를 사용하면 고정자 권선에서 더 적은 수의 와이어를 제거할 수 있으므로 스위치가 더 단순해질 수 있기 때문입니다.

쌀. 1. 유도 전동기의 극 전환 원리.

3상 권선은 스타 또는 델타의 3상 네트워크에 연결할 수 있습니다. 무화과에서. 도 2, a 및 b는 저속을 얻기 위해 전기 모터가 코일의 직렬 연결로 델타와 연결되고 더 높은 속도를 얻기 위해 코일 (t .aka 이중 별).

2 단 속도와 함께 전기 산업은 3 단 비동기 모터도 생산합니다. 이 경우 전기 모터의 고정자에는 두 개의 개별 권선이 있으며 그 중 하나는 위에서 설명한 스위칭을 통해 두 가지 속도를 제공합니다. 일반적으로 별에 포함된 두 번째 와인딩은 세 번째 속도를 제공합니다.

전동기의 고정자에 2개의 독립된 권선이 있고 각각의 권선이 극 전환을 허용하면 4단 전동기를 얻을 수 있습니다. 이 경우 회전 속도가 필요한 시리즈를 구성하도록 극 수를 선택합니다. 이러한 전기 모터의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2, 다.

회전 자기장은 유휴 권선의 3상에서 3개의 E를 유도한다는 점에 유의해야 합니다. 디. s, 동일한 크기 및 위상이 120 ° 이동되었습니다. 전기 공학에서 알려진 이러한 기전력의 기하학적 합은 0입니다. 그러나 부정확한 정현파 위상 e로 인해. 등. c. 주전원 전류, 이들 d의 합계 등 v.는 0일 수 있습니다. 이 경우 폐쇄된 비작동 코일에 전류가 발생하여 이 코일을 가열합니다.

이러한 현상을 방지하기 위해 유휴 코일이 개방되도록 극 전환 회로를 구성합니다(그림 12,c).일부 전기 모터의 상위 전류 값이 작기 때문에 때때로 유휴 권선의 폐쇄 루프가 중단되지 않습니다.

동기 회전 속도가 1000/1500/3000 및 750/1500/3000rpm인 3단 이중 권선 모터와 500/750/1000/1500rpm의 4단 모터를 생산했습니다. 2단 속도 모터에는 폴 스위치에 대한 6단, 3단 9단 및 4단 12단자가 있습니다.

하나의 권선으로 비율이 1 : 2가 아닌 회전 속도를 얻을 수있는 2 단 모터 용 회로가 있다는 점에 유의해야합니다. 이러한 전기 모터는 750/3000, 1000/1500의 동기 회전 속도를 제공합니다 , 1000/3000rpm

단일 권선에 대한 특수 방식을 사용하여 3개 및 4개의 서로 다른 수의 극 쌍을 얻을 수 있습니다.단일 권선이 있는 이러한 다중 속도 전기 모터는 동일한 매개변수를 가진 이중 권선 모터보다 훨씬 작으며 이는 기계 공학에 매우 중요합니다. .

또한, 단일 권선 전기 모터는 약간 더 높습니다. 에너지 지표 노동 집약적 인 생산이 적습니다. 단일 권선이 있는 다중 속도 모터의 단점은 스위치에 더 많은 수의 와이어가 도입된다는 것입니다.

그러나 스위치의 복잡성은 동시 스위치의 수만큼 꺼내는 와이어의 수에 의해 결정되지 않습니다. 이와 관련하여 하나의 코일이 있는 경우 비교적 간단한 스위치로 3단 및 4단 속도를 얻을 수 있는 방식이 개발되었습니다.

쌀. 2. 유도 전동기의 극 전환 방식.

이러한 전기 모터는 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/750/1000/1500 rpm의 동기 속도로 기계 공학에 의해 생산됩니다.

유도 전동기의 토크는 잘 알려진 공식으로 표현할 수 있습니다.

여기서 Ig는 회 전자 회로의 전류입니다. F는 모터의 자속입니다. ? 2는 전류 벡터와 e 사이의 위상각입니다. 등. V. 로터.

쌀. 3. 3상 다중 속도 농형 모터.

유도 전동기의 속도 제어와 관련하여 이 공식을 고려하십시오.

로터의 최대 허용 연속 전류는 허용 가열에 의해 결정되므로 거의 일정합니다. 속도 조절이 일정한 자속으로 수행되면 모든 모터 속도에서 최대 장기 허용 토크도 일정합니다. 이 속도 제어를 일정 토크 제어라고 합니다.

로터 회로의 저항을 변화시켜 속도를 조절하는 것은 기계의 자속이 조절 중에 변하지 않기 때문에 일정한 최대 허용 토크로 조절됩니다.

더 낮은 회전 속도(따라서 더 많은 극 수)에서 모터 샤프트의 최대 허용 유효 전력은 식에 의해 결정됩니다.

여기서 If1 - 위상 전류, 가열 조건에 따라 허용되는 최대값; Uph1 - 더 많은 수의 극을 가진 고정자의 위상 전압.

더 높은 회전 속도(및 더 적은 수의 극)에서 모터 샤프트의 최대 허용 유효 전력 Uph2 — 이 경우 위상 전압.

델타 연결에서 스타 연결로 전환하면 위상 전압이 2배 감소합니다.따라서 회로 a에서 회로 b로 이동할 때(그림 2) 전력 비율을 얻습니다.

거친

가져

즉, 낮은 속도에서의 출력은 높은 회전자 속도에서의 출력의 0.86입니다. 두 속도에서 최대 연속 전력의 상대적으로 작은 변화가 주어지면 이러한 조정을 일반적으로 정전력 조정이라고 합니다.

각 단계의 절반을 연결할 때 스타 연결을 순차적으로 사용한 다음 병렬 스타 연결로 전환하면 (그림 2, b)

또는

따라서 이 경우 토크 회전이 일정하게 제어됩니다. 금속가공 공작 기계에서 메인 모션 드라이브는 일정한 전력 속도 제어가 필요하고 피드 드라이브는 일정한 토크 속도 제어가 필요합니다.

위의 최고 및 최저 속도에서의 동력비 계산은 대략적인 것입니다. 예를 들어, 권선의 더 강력한 냉각으로 인해 고속에서 부하가 증가할 가능성은 고려되지 않았습니다. 가정된 평등도 매우 근사하므로 4A 모터의 경우

결과적으로 이 엔진의 동력비는 P1/P2 = 0.71입니다. 거의 동일한 비율이 다른 2단 엔진에 적용됩니다.

새로운 다중 속도 단일 코일 전기 모터는 스위칭 방식에 따라 일정한 출력과 일정한 토크로 속도를 제어할 수 있습니다.

극 변경 유도 모터로 얻을 수 있는 적은 수의 제어 단계로 인해 일반적으로 이러한 모터는 특별히 설계된 기어박스가 있는 공작 기계에서만 사용할 수 있습니다.

또한보십시오: 다중 속도 모터 사용의 이점