§ 95. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей

Число оборотов ротора в минуту определяется следующим выражением:

Из этого выражения видно, что число оборотов ротора можно регулировать изменением любой из трех величин, определяющих число оборотов ротора, т. е. изменением частоты тока сети f₁ числа пар полюсов p и скольжения S.
Однако для регулирования скорости асинхронных двигателей изменением частоты тока сети необходим какой-либо регулирующий преобразователь частоты или отдельный генератор. В настоящее время в качестве преобразователей частоты находят широкое применение статические преобразователи на полупроводниковых приборах.
Изменять число полюсов машины возможно, если на статоре выполнено несколько (обычно две) обмоток с различным числом полюсов или одна обмотка, допускающая переключения на различное число полюсов. На статоре может быть две обмотки, каждая из которых допускает переключение на различное число полюсов.
На рис. 120, а схематически показаны две катушки одной фазы, соединенные последовательно. Ток, протекая по ним, создает магнитное поле с четырьмя полюсами.

Если изменить направление тока в одной из катушек, включив их встречно, то обмотка будет создавать двухполюсное магнитное поле (рис. 120, б). При изменении числа полюсов обмотки статора изменится скорость вращения его магнитного поля, а следовательно, и скорость вращения ротора двигателя. Этот способ регулирования скорости асинхронного двигателя экономичен, но недостатком его является ступенчатое изменение скорости. Кроме того, стоимость такого двигателя значительно возрастает вследствие усложнения обмотки статора и увеличения габаритов машины. Регулирование скорости изменением числа полюсов применяется в двигателях с короткозамкнутым ротором; в двигателях с контактными кольцами этот способ не используется, так как здесь одновременно с изменением числа полюсов обмотки статора необходимо в той же мере изменить число полюсов обмотки вращающегося ротора, что весьма сложно.
Заводы СССР выпускают двух,- трех- и четырехскоростные двигатели на синхронные скорости вращения 500 — 750 — 1000 — 1500 об/мин. Такие двигатели имеют на статоре две обмотки, каждая из которых может переключаться на различное число полюсов.
Изменить скольжение можно введением в цепь обмотки ротора регулировочного реостата.
Регулировочный реостат включается в цепь обмотки фазного ротора подобно пусковому, но в отличие от пускового этот реостат рассчитывается на длительную нагрузку током.
Этот способ регулирования скорости вращения может быть использован только в двигателях с фазным ротором и, несмотря на то, что является неэкономичным (так как в регулировочном реостате происходит значительная потеря энергии), имеет широкое применение.