dwubiegowe silniki prądu przemiennego

Nr 58
Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych
Politechniki Wrocławskiej
Nr 58
Studia i Materiały
Nr 25
2005
maszyny elektryczne, prąd przemienny,
silniki dwubiegowe, uzwojenia zmiennobiegunowe
Jan ZAWILAK *
F
DWUBIEGOWE SILNIKI PRĄDU PRZEMIENNEGO
W pracy przedstawiono najistotniejsze zagadnienia związane z dwubiegowymi silnikami prądu
przemiennego. W silnikach tych zmianę prędkości obrotowej uzyskuje się przez przełączenie uzwojenia i zmianę liczby biegunów pola magnetycznego. Przedstawiono metodę symetryzacji wielofazowej umożliwiającą zaprojektowanie trójfazowego uzwojenia o zmienianych liczbach biegunów pola magnetycznego o wybranych parametrach dla poszczególnych prędkości obrotowych. Pokazano
zastosowanie takich uzwojeń w dwubiegowych silnikach synchronicznych o biegunach wydatnych.
1. WSTĘP
Mimo iż koncepcja konstrukcji przełączalnego uzwojenia trójfazowego o zmienianym kształcie obwodowego rozkładu i zmienianych liczbach biegunów podstawowego
pola magnetycznego opatentowana była przez Dahlanera w 1897 r. to pierwsze wdrożenia do eksploatacji tego typu maszyn nastąpiły dopiero w połowie lat trzydziestych XX
wieku. Rozwiązania te dotyczyły silników indukcyjnych o zmienianych prędkościach
obrotowych w stosunku 1:2. Potrzeby technologiczne spowodowały, że zagadnieniami
tymi zajęto się w latach 50-tych, a wiodącym ośrodkiem okazał się University of Bristol
w Anglii z prof. W. Rowcliff’em na czele [2], który na zaproszenie prof. Wł. Latka wygłosił referat na Sympozjum Maszyn Elektrycznych w Kazimierzu. Problematyka ta zainteresowała konstruktorów fabryki DOLMEL we Wrocławiu, którzy opracowali trzy
typy silników indukcyjnych w zastosowaniu do napędów wentylatorów ciągu, rozwijających się wówczas elektrowni spalinowych. Ze względu na fakt iż silniki z polem magnetycznym o liczbie biegunów podzielnej przez trzy miały dużą asymetrię prądów
przerwano prace nad tymi zagadnieniami.
Prawie równolegle prace nad tymi zagadnieniami (1972 r.) podjęto w ówczesnym Instytucie Układów Elektromaszynowych. Pierwsze rozwiązania dotyczyły doskonalenia
__________
*
Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-372 Wrocław
ul. Smoluchowskiego 19, [email protected]
HU
U
26
konstrukcji uzwojeń przełączalnych o zmienianych liczbach biegunów pola magnetycznego [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Zagadnienie rozszerzono na silniki synchroniczne a potrzeba
praktyki zmobilizowała zespół badawczy do opracowania konstrukcji dwubiegowych
silników synchronicznych z biegunami wydatnymi [12...31]. Zagadnienie było o tyle
skomplikowane, że zakłady górnicze zainteresowane były wdrożeniem takich rozwiązań
w ramach modernizacji posiadanych maszyn. Zastosowanie nowych maszyn nie tylko
tworzyło koszty związane z ich zakupem ale również wymagało przebudowy fundamentów do ich zainstalowania. Należało tak zaprojektować uzwojenia twornika i wzbudnicy
by dla jednej prędkości obrotowej przy określonej liczbie biegunów mechanicznych magneśnicy np. 16 podstawowym polem było pole o innej liczbie biegunów magnetycznych np. 20.
2. UZWOJENIA TWORNIKÓW DWUBIEGOWYCH MASZYN PRĄDU
PRZEMIENNEGO
Liczba żłobków na biegun i fazę q nie zawsze jednoznacznie określa uzwojenie.
W zależności od sposobu rozmieszczenia grup fazowych mniejszych i większych na
obwodzie maszyny, uzyskuje się uzwojenia o różnych współczynnikach grupowych [10]
oraz różnych kształtach pola magnetycznego w szczelinie przytwornikowej. Przykładem
może być uzwojenie trójfazowe o liczbie żłobków Ż=72, liczbie biegunów 2p=10, którego q=12/5. Przypisując grupie fazowej dużej symbol (kod) 1 zaś grupie małej symbol
0 można znaleźć istotnie różne dwa uzwojenia o obwodowych rozkładach grup fazowych przedstawionych kodami; 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 oraz 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0. Pozostałe
rozwiązania uzwojeń o grupach rozmieszczonych wg kodów np. 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 , 1 0
0 1 0 1 0 0 1 0 itp. są tożsame elektromagnetycznie [1].
Istnieje jeszcze problem wzajemnego przesunięcia pasm fazowych względem siebie.
Ze względu na symetrię międzyfazową pasma fazowe przesuwa się o kąty elektryczne ±
(2n+2/3)π, najczęściej mechanicznie symetrycznie. Zagadnienie to komplikuje się jednak dla uzwojeń niesymetrycznych z definicji.
Metoda symetryzacji wielofazowej pozwala projektować struktury trójfazowych
uzwojeń maszyn elektrycznych dla dowolnych liczb biegunów podstawowego pola magnetycznego. Podobnie jak przy metodach klasycznych, uzwojenia trójfazowe o podzielnych przez trzy mianownikach liczby żłobków na biegun i fazę q są niesymetryczne. Metoda ta umożliwia określenie wielkości niesymetrii uzwojenia (sił
elektromotorycznych i sił magnetomotorycznych) na wstępie projektowania [11].
Uzwojenie wypadkowe, ułożone w Ż żłobkach, składa się z uzwojeń częściowych
I, II, III zajmujących co trzeci żłobek i przesuniętych obwodowo względem siebie o
kąty elektryczne β oraz γ . Uzwojenie częściowe I zaprojektowane może być metodami klasycznymi dla możliwie maksymalnych wartości współczynników grupowych
27
oraz minimalnej niesymetrii międzyfazowej. Uzwojenia częściowe II oraz III są identyczne jak uzwojenie I przy czym pasmu A uzwojenia I odpowiada pasmo B uzwojenia II oraz pasmo C uzwojenia III itd.
Rys.1. Wykres wektorowy smm uzwojeń częściowych: a - dla pola podstawowego; b,c - dla pola harmonicznego pasożytniczego
Fig. 1. Partial windings MMF vector graph: a - primary field, b,c - parastic fields
Jeżeli przyjąć, że przez uzwojenia częściowe przepływają takie same prądy trójfazowe symetryczne to wytworzą one smm o jednakowych kształtach lecz przesuniętych
wzajemnie obwodowo i czasowo. Sumy harmonicznych smm uzwojeń częściowych
przedstawiają równania:
F1ν = F1Iν[1+cos (β ν - 2π/3) + cos (γ ν - 4π/3)]
(1)
F2ν = F2Iν[1-cos (β ν - π/3) - cos (γ ν + π/3)]
(2)
w których;
F1ν - jest harmoniczną wypadkową smm wirującą w umownym kierunku dodatnim,
F2ν - harmoniczną wypadkową smm wirującą w kierunku ujemnym,
F1Iν - harmoniczną smm uzwojenia częściowego I, dodatnią,
F2Iν - harmoniczną smm uzwojenia częściowego I, ujemną,
βν , γν - elektrycznymi kątami przesunięcia wzajemnego uzwojeń częściowych.
Wyrażenia w nawiasach kwadratowych równań (1) i (2) można traktować jak
współczynniki zmniejszenia amplitud smm i współczynników grupy dla pól harmonicznych o liczbie biegunów pν :
28
k1ν = [1+cos (β ν - 2π/3) + cos (γ ν - 4π/3)]/3
(3)
k2ν = [1-cos (β ν - π/3) - cos (γ ν + π/3)]/3
(4)
Zasadą prezentowanej metody jest wykorzystanie różnicy podziałek biegunowych i
kątów elektrycznych dla harmonicznych smm (rys. 1). Przesunięcie uzwojeń częściowych dobiera się w taki sposób aby smm o podstawowej liczbie biegunów dodawały
się (rys.1a), zaś harmoniczne pasożytnicze odejmowały się (rys.1b, 1c). Względy symetrii międzyfazowej wymagają aby uzwojenia częściowe przesunięte były o kąty
elektryczne liczone w skali podstawowej liczby biegunów odpowiednio o 2π/3 i 4π/3
dla pól wirujących w kierunku dodatnim oraz 4π/3 i 2π/3 wirujących w kierunku
ujemnym.
Metoda symetryzacji wielofazowej ma ogólny charakter, może być stosowana do
projektowania uzwojeń całkowitych oraz ułamkowo-żłobkowych. Największe efekty
uzyskuje się przy projektowaniu uzwojeń specjalnych tj. przełączalnych o zmienianych liczbach biegunów maszyn wielobiegowych oraz niesymetrycznych, dla których
wyszukanie rozwiązania optymalnego sposobami tradycyjnymi wymaga dużego
wkładu pracy.
3. DWUBIEGOWE SILNIKI SYNCHRONICZNE O BIEGUNACH WYDATNYCH
Przebudowa silnika synchronicznego na dwubiegowy polega na skonstruowaniu i
dopasowaniu do istniejącego magnetowodu, przełączalnego uzwojenia twornika o odpowiednim rozkładzie obwodowym pasm fazowych. Zmianę obwodowego rozkładu
pola magnetycznego (i liczby biegunów) uzyskuje się dzięki zmianie kierunków prądów magnesujących. Do zasilenia tego uzwojenia wyprowadzono 6 końców, które
podobnie jak w układzie Dahlandera skojarzone są w gwiazdę dla mniejszej oraz podwójną gwiazdę dla większej prędkości obrotowej. Biegunowość elektromagnesów
magneśnicy dostosowywana jest do kształtu pola twornika przez zmianę kierunku
prądów w określonych biegunach. Umożliwia to, zabudowana na wirniku, dodatkowa
para pierścieni ślizgowych.
Sposoby konstruowania, obliczania i wykonania takich silników opisano w pracach
[12...31].
Synchroniczne silniki dwubiegowe zapewniają wymaganą regulację wydajności
przepływu powietrza wentylatorów, pozwalają na kompensację mocy biernej i łagodzą
procesy rozruchowe, a ich przebudowa z silników jednobiegowych jest znacznie tańsza niż zastosowanie układów przekształtnikowych dużej mocy.
29
W wyniku prac badawczych opracowano konstrukcje, wykonano modernizacje
oraz wdrożono do eksploatacji trzy typy silników napędzających wentylatory głównego przewietrzania kopalń miedziowych i węglowych.
Pierwszym był silnik typu GAe 1716t, następnie typu GAe 1512s oraz GAe 1510p.
Parametry techniczne tych silników przed i po modernizacji zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Dane znamionowe dwubiegowych silników synchronicznych przed i po modernizacji
Table 1. Rating of two-speed synchronous motors before and after modernization
parametr
Pn
nn
połącz.
In
cosϕn
η
Ifn
Ir
typ silnika
kW
obr/min
--
A
--
%
A
A
GAe 1510p
1 250
600
Y
140
0,9poj
95,5
230
700
1 050
600
YY
120
0,9poj
94,0
230
670
600
500
Y
84
0,8 ind
86,7
230
270
1 600
500
Y
178
0,9poj
96,0
180
910
1 400
500
YY
157
0,9poj
95,7
180
890
700
375
Y
87
0,9ind
86,4
180
380
3 150
375
Y
350
0,9poj
96,2
300
2 640
2 600
375
YY
290
0,9poj
95,5
330
2 450
1 200
300
Y
190
0,77ind
81,0
260
1 050
GAe 1510/12p
GAe 1512s
GAe 1512/16s
GAe 1716t
GAe 1716/20t
Silnik typu GAe 1510/12p zainstalowany w stacji wentylatorów głównych KGHM
Polska Miedź SA Oddz. Z-dy Górnicze LUBIN pokazano na rysunku 2, na którym
widoczne są między innymi obie pary pierścieni ślizgowych do zasilania uzwojenia
wzbudzenia.
Badaniom poddano wszystkie zmodernizowane silniki natomiast zaprezentowano
wyniki badań silnika typu GAe 1510/12p, który wydawał się mieć najbardziej niesymetryczne pole magnetyczne. Podczas badań zarejestrowano przebiegi napięć, prądów
twornika i wzbudzenia oraz prędkości obrotowej w czasie rozruchu bezpośredniego,
ustalonego biegu asynchronicznego, synchronizacji i obciążenia silnika na obu prędkościach obrotowych. Rejestracja prądów twornika silnika obciążonego i analiza harmoniczna tych przebiegów pozwoliły ocenić stopień odkształcenia prądów spowodowany niesymetrią obwodu wzbudzenia, warunkującą uzyskanie drugiej, mniejszej
prędkości obrotowej. Bieg asynchroniczny pozwolił wyznaczyć reaktancje synchroniczne maszyny w obu jej osiach. Rejestracja przebiegów napięć i prądów uruchamianego dwustopniowo silnika dwubiegowego umożliwiła ocenę jakości rozruchu, synchronizacji i zakresu kompensacji mocy biernej. Pomiary drgań i termowizyjne
30
pomiary temperatur posłużyły do wyznaczenia maksymalnych wartości tych wielkości.
Rys.2. Widok obu stron silnika dwubiegowego typu GAe 1510/12 p
Fig. 2. Synchronous motor GAe 1510/12p
3.1. WYNIKI POMIARÓW DWUBIEGOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH
DWUSTOPNIOWY ROZRUCH SILNIKA
Rozruch badanego silnika przeprowadzono z ręcznym przełączaniem prędkości obrotowej. W ten sposób możliwa była synchronizacja z forsowaniem wzbudzenia na
każdym ze stopni rozruchu i wydłużenie czasu biegu asynchronicznego. Pozwoliło to
na obserwację spadku napięcia w czasie rozruchu, zmian kształtów prądów i napięcia i
uzyskanie danych do wyznaczenia reaktancji synchronicznych. Wyniki rejestracji
przebiegu rozruchu i synchronizacji pokazano na rysunku 3.
Z zarejestrowanych wartości napięć i prądów widać, że zastosowanie silnika dwubiegowego pozwala znacząco zmniejszyć prąd rozruchowy. Złagodzenie procesów
rozruchu przez zmniejszenie momentu dynamicznego ma szczególne znaczenie w
układach napędowych wentylatorów o dużych średnicach i momentach bezwładności,
napędzanych przez te silniki.
Nie bez znaczenia jest możliwość zmniejszenia mocy pozornej pobieranej podczas
dwustopniowego, asynchronicznego rozruchu dwubiegowych silników synchronicznych. Przebieg tej mocy w czasie dwustopniowego rozruchu dwubiegowego silnika
synchronicznego pokazano na przykładzie silnika typu GAe 1716/20 t. W rozwiązaniu
tym uzyskano złagodzenie procesów rozruchowych polegające na zmniejszeniu prądu
pobieranego z sieci z Ir=2640 A do Ir=1050 A oraz mocy pozornej z 18 MVA (wykres
a) do 8,5 MVA (wykres b).
31
Rys. 3. Rozruch i synchronizacja silnika początkowo dla mniejszej następnie większej prędkości obrotowej
Fig. 3. Start-up with synchronization on each step
Modernizując silniki założono, że zachowają one zakres kompensacji mocy biernej
dla większej prędkości, a dla prędkości mniejszej będą miały indukcyjny współczynnik mocy nie mniejszy niż 0,8.
OKREŚLENIE KSZTAŁTU NAPIĘĆ I PRĄDÓW SILNIKA SYNCHRONICZNEGO
W celu określenia wpływu pola magnetycznego wzbudzenia na odkształcenie napięć i prądów fazowych zarejestrowano przebiegi czasowe tych wielkości dla obu
prędkości obrotowych. Wyniki zarejestrowanych pomiarów pokazano na rysunkach 4
i 5 odpowiednio dla większej oraz mniejszej prędkości obrotowej.
Na podstawie wykonanych pomiarów stwierdzono, że podczas pracy silnika na
mniejszej prędkości obrotowej następuje niewielkie odkształcenie napięcia. Wyniki
analizy harmonicznych tego napięcia przestawiono na rysunku 6.
32
10 biegunów
napięcie
6000
100
4000
50
2000
0
-50
0
-2000
-100
-4000
-150
-6000
360
0
90
180 270
kąt [deg]
4000
napięcie [V]
150
8 biegunów
6000
napięcie [V]
prąd [A]
prąd
2000
0
-2000
-4000
-6000
0,00
0,05
0,10
czas [s]
Rys. 4. Przebiegi prądu i napięcia fazowego silnika (2p=10, 600 obr/min, If=260A).
Fig. 4. Motor current and phase voltage waweform (2p=10, 600 rpm, If=260A)
Rys. 5. Przebiegi napięcia fazowego silnika pracującego z mniejszą prędkością 500 obr/min.
Fig. 5. Motor phase voltage waveform for lower
speed 500 rpm
5000
amplituda [V]
4000
8 biegunów
3000
10 biegunów
2000
1000
0
1 4
7 10 13 16 19 22 25 28 31
rząd harmonicznej
Rys. 6. Harmoniczne napięcia fazowego silnika
pracującego z prędkością 500 obr/min.
Fig. 6. Motor phase voltage harmonics (500 rpm)
Rys. 7. Termogram nagrzanego silnika typu
GAe 1510/12p dla większej prędkości obrotowej.
Fig. 7. Thermogram of the warmed-up motor
GAe 1510/12p for higher speed
POMIAR DRGAŃ I NAGRZANIA SILNIKA
Wprowadzona celowo niesymetria magnetyczna może spowodować podwyższenie
poziomu drgań i lokalny wzrost temperatury silnika dwubiegowego.
Drgania silnika dwubiegowego są nieco większe niż drgania silnika jednobiegowego, ale nie przekraczają poziomu alarmowego ustalonego przez służby eksploatacyjne
kopalni na 1,8 mm/s. Drgania jednak rosną ze wzrostem wartości prądu wzbudzenia i
to one właśnie stanowią ograniczenie dla dopuszczalnej wartości tego prądu, a tym
samym dla zakresu kompensacji.
33
Rozkład temperatur wyznaczony kamerą termowizyjną uwidocznił najbardziej nagrzane elementy maszyny, którymi okazały się być szpilki ściągające pakiet blach stojana (rys. 7). Temperatura uzwojeń obciążonej maszyny w żadnym z badanych przypadków nie przekroczyła dopuszczalnych wartości. Ze względów termicznych prąd
wzbudzenia mógłby osiągać wartości większe od uznanych za znamionowe.
3.2. EFEKTY EKONOMICZNE WYNIKAJĄCE Z ZASTOSOWANIA SILNIKA DWUBIEGOWEGO
Celem modernizacji silników napędowych wentylatorów głównych było zmniejszenie zużycia energii elektrycznej. Oszczędności energii elektrycznej zależą od harmonogramu wydobycia surowców decydującego o czasie pracy silników dwubiegowych z mniejszą prędkością obrotową. Na rysunku 8 pokazano przykładowy
tygodniowy wykres poboru mocy silnika typu GAe 1510/12s zainstalowanego w jednej ze stacji wentylatorów głównego przewietrzania kopalni.
1 200
1 000
Moc [kW]
800
600
400
200
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
01:00
05:00
09:00
13:00
17:00
21:00
0
2004-04-08
2004-04-09
2004-04-10
2004-04-11
2004-04-12
2004-04-13
2004-04-14
Rys. 8. Przykładowy tygodniowy pobór mocy silnika dwubiegowego GAe 1510/12p w stacji wentylatorowej obrotowej.
Fig. 8. Power consumption of the two-speed motor GAe 1510/12p during one week
4. PODSUMOWANIE
Wyniki badań dowodzą, że celowe i efektywne było podjęcie badań nad dwubiegowymi silnikami prądu przemiennego o regulowanych prędkościach obrotowych
przez zmianę obwodowego rozkładu i liczby biegunów pola magnetycznego. Szczególnie interesujące ze względów poznawczych i aplikacyjnych było opracowanie teorii, konstrukcji oraz wdrożenie do eksploatacji dwubiegowych silników synchronicznych o biegunach wydatnych, w których dla jednej prędkości obrotowej liczba
biegunów mechanicznych wzbudnicy (np. 10) jest inna niż liczba biegunów magne-
34
tycznych (np. 12) pola magnetycznego. Maszyny takie zbudowano, przebadano i spełniają one założone zadania, a wprowadzona celowo asymetria nie pogarsza warunków
pracy dla obu prędkości obrotowych.
LITERATURA
[1] DĄBROWSKI M., Projektowanie maszyn elektrycznych prądu przemiennego, WNT, W-wa 1988.
[2] RAWCLIFFE G.H The Clifford Paterson Lecture, Proc. R. Soc. London, vol. 362 A 1978.
[3] ZAWILAK J., Analiza własności jednouzwojeniowych silników asynchronicznych o dwóch prędkościach obrotowych. Komunikaty Inst. Ukł. Elektromasz. PWr. 1977 nr 108, Rozprawa doktorska.
[4] RADWAN K., ZAWILAK J., Nowe uzwojenia przełączalne dwubiegowych silników indukcyjnych.
Prz. Elektrot. 1977 nr 5, s. 201-206.
[5] ZAWILAK J., Uzwojenia trójfazowe zmiennobiegunowe silników asynchronicznych. Prz. Elektrot.
1977 nr 8, s. 349-352.
[6] ZAWILAK J., Silnik trójfazowy o dwóch prędkościach obrotowych. Int. Cl.2 HO2K 17/14. Patent
tymczasowy. Polska, nr 101839 Opubl. 31.07.1979.
[7] RADWAN K., ZAWILAK J., Zmiennobiegunowe trójfazowe uzwojenie dwubiegowej maszyny elektrycznej prądu przemiennego. Int. Cl.2 HO2K 17/14. Patent. Polska, nr 104340 Opubl. 15.11.1979.
[8] RADWAN K., ZAWILAK J., Dwubiegowa maszyna elektryczna prądu przemiennego. Int. Cl.2
HO2K 17/14. Patent. Polska nr 104825. Opubl. 30.12.1980.
[9] KORDECKI A., ZAWILAK J., Silnik trójfazowy o dwóch prędkościach obrotowych. Int. Cl.2 HO2K
17/14. Patent tymczasowy. Polska, nr 106243. Opubl. 30.04.1980.
[10] ZAWILAK J., Uzwojenia trójfazowe przełączalne silników elektrycznych asynchronicznych o dwóch
prędkościach obrotowych. Arch. Elektrot. 1981 t. 30 z. 3, s. 749-772.
[11] ZAWILAK J., Symetryzacja trójfazowego uzwojenia przełączalnego dwubiegowego silnika indukcyjnego. XIX Ogólnopolskie Sympozjum Maszyn Elektrycznych. Komit. Elektrot. PAN. SulejówPodklasztorze, 1983, s. 227-236.
[12] ZAWILAK J., Trójfazowe uzwojenie przełączalne dwubiegowych maszyn synchronicznych i synchronizowanych. XX Sympozjum Maszyn Elektrycznych. Komit. Elektrot. PAN, Kazimierz Dolny,
28-29 maja 1984, s. 90-103.
[13] ZAWILAK J., Silnik asynchroniczny wielobiegowy z wirnikiem pierścieniowym. Rozpr. Elektrot.
1984 t. 30 z. 2, s. 499-509.
[14] ZAWILAK J., O możliwościach budowy maszyn synchronicznych z dwiema prędkościami obrotowymi. Rozpr. Elektrot. 1986 t. 32 z. 3, s. 845-855.
[15] ZAWILAK J., Wykres grupowo-pasmowy jako metoda projektowania uzwojeń zmiennobiegunowych.
XXII Sympozjum Maszyn Elektrycznych. Komit. Elektrotech. PAN, Poznań, PPozń. 1986, s. 23-30
[16] ZAWILAK J., KORDECKI A., Silnik trójfazowy o dwóch prędkościach obrotowych. Int. Cl.4 H02K
17/14. Patent tymczasowy. Polska, nr 138142. Opubl. 30.06.1987.
[17] ANTAL L., ZAWILAK J., Pole magnetyczne dwubiegowego silnika synchronicznego z wirnikiem o
biegunach jawnych. XXX Sympozjum Maszyn Elektrycznych Kazimierz Dolny, 13-17 czerwca
1994, s. 552-558.
[18] ANTAL L., ZAWILAK J., Silnik synchroniczny jawnobiegunowy o dwóch prędkościach obrotowych.
XXXI Międzynarodowe Sympozjum Maszyn Elektrycznych. Ustroń, 20-23 września 1995, s. 284-289.
35
[19] ANTAL L., ZAWILAK J., Dwubiegowy silnik synchroniczny o biegunach jawnych. BOBRME Komel Zeszyty Problemowe nr 55 1998, s. 37-40.
[20] ANTAL L., ZAWILAK J., Torque of a two-speed synchronous motor. Moment dwubiegowego silnika synchronicznego. 34th International Symposium on Electrical Machines. SME '98. Zeszyty Naukowe - Politechnika Łódzka nr 789, Elektryka, s. 89-96.
[21] ZAWILAK J., Eliminacja harmonicznych w dwubiegowych silnikach synchronicznych o biegunach
jawnych. BOBRME Komel Zeszyty Problemowe nr 58, 1999 s. 95-100.
[22] ANTAL L., ZAWILAK J., Wyniki badań silników synchronicznych, dwubiegowych, o ułamkowym
stosunku prędkości. BOBRME Komel Zeszyty Problemowe nr 61 2000, s. 147-151.
[23] ANTAL L., ZAWILAK J., Kompensacja mocy biernej silnikiem synchronicznym, dwubiegowym, o
ułamkowym stosunku prędkości. XXXVI Międzynarodowe Sympozjum Maszyn Elektrycznych].
SME 2000. Wrocław, Pr. Nauk. Inst. Maszyn, Napędów i Pomiarów El.. P.Wr. nr 48, s. 22-130.
[24]. ANTAL L., ZAWILAK J., Dwubiegowy silnik synchroniczny - aspekty techniczne i ekonomiczne.
Zeszyty Naukowe - Politechnika Śląska nr 1500, Elektryka, XXXVII Międzynarodowe Sympozjum
Maszyn Elektrycznych. SME 2001, s. 353-360.
[25] ANTAL L., ZAWILAK J., Drgania dwubiegowego silnika synchronicznego XXXVIII International
Symposium on Electrical Machines. SME '2002. Cedzyna-Kielce, Wydaw. P. Świętokrz. 2002, s.
109-118.
[26] ANTAL L., ZAWILAK J., Oszczędność energii elektrycznej w napędach wentylatorów kopalń podziemnych. BOBRME Komel, Zeszyty Problemowe nr 67 2003, s. 37-42.
[27] ANTAL L., ZAWILAK J., Moment dwubiegowego silnika synchronicznego o przełączalnych uzwojeniach twornika i magneśnicy. 39th International Symposium on Electrical Machines. SME 2003.
Wydaw. P. Gdań. 2003, s. 161-164.
[28] BIALIK J. ZAWILAK J., Polowo-obwodowy model dwubiegowego silnika synchronicznego - weryfikacja pomiarowa. Oficyna Wydaw. P. Wroc. nr 56, 2004, s. 43-54.
[29] ANTAL L., ZAWILAK J., ZAWILAK T., Testing of two-speed synchronous motor. Badania dwubiegowych silników synchronicznych. 16th International Conference on Electrical Machines. ICEM
2004. Conference proceeding Cracow, 5-8 September 2004, s. 234-254.
[30] ANTAL L., ZAWILAK J., Dwustopniowy rozruch dwubiegowego silnika synchronicznego. XL International Symposium on Electrical Machines. SME 2004. 2004 Wydaw. Książkowe Instytutu Elektrotechniki Warszawa 2004, s. 250-257.
[31] ANTAL L., ZAWILAK J., Wyniki badań dwubiegowego silnika synchronicznego. BOBRME Komel
Zeszyty Problemowe nr 68 2004, s. 107-112.
W realizacji tematu w różnym stopniu i w różnych latach uczestniczyli:
Ludwik Antal, Maciej Antal, Stanisław Azarewicz, Janusz Bialik, Jan Piotr Bieniecki, Jerzy Chamerski
Andrzej Kordecki, Andrzej Kowal, Henryk Kowalski, Stanisław Kowalski, Józef Olszewski, Kazimierz
Radwan, Jerzy Scelina, Ryszard Smolarek, Stanisław Sobczak, Paweł Stasiak, Kazimierz Staszewski,
Witold Swat, Adam Zalas, Jan Zawilak, Tomasz Zawilak, Andrzej Żymalski, Grzegorz Żymalski.
Opracowane konstrukcje otrzymały wyróżnienia w postaci:
− Nagrody I stopnia w konkursie Wrocławskiej Rady NOT oraz wyróżnienia Rady Federacji Stowarzyszeń NOT Dolnego Śląska w roku 1998 za rozwiązanie „Silnik indukcyjny trójfazowy typu SZJf-136
LL, 1500 kW, 6 kV, 992 obr/min o polepszonych parametrach rozruchowych”
36
−
−
−
−
Dyplomu Mistrza Techniki NOT Zagłębia Miedziowego oraz wyróżnienie w konkursie Rady Federacji Stowarzyszeń NOT Dolnego Śląska w roku 2003 za rozwiązanie: „Silnik synchroniczny typu
GAe 1512s o polepszonym rozruchu”
Dyplomu Wicemistrza Techniki NOT Zagłębia Miedziowego w roku 2003 za rozwiązanie: „Układy
napędowe wentylatorów głównych”
Dyplomu Wicemistrza Techniki NOT Zagłębia Miedziowego oraz wyróżnienie w konkursie Rady
Federacji Stowarzyszeń NOT Dolnego Śląska w roku 2003 za rozwiązanie: „Stacja wentylatorów
głównych o regulowanej wydajności”
Dyplomu Mistrza Techniki Rady Federacji Stowarzyszeń NOT Dolnego Śląska i Nagrody I stopnia
w konkursie Wrocławskiej Rady NOT w roku 2003 za rozwiązanie: „Dwubiegowy silnik synchroniczny o biegunach wydatnych”
TWO-SPEED AC MOTORS
This paper presents the most significant principles concerning two-speed AC motors. At such motors
speed change is obtained by switching the armature winding and magnetic pole changes. This article describes multiphase symmetrization method that enables design of three phase pole-changing winding of
specified parameters for particular rotational speed. Applications of this type of winding in two-speed silent pole synchronous motors are shown.