PNIMNiPE

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Nr 58

Politechniki Wrocławskiej

Nr 58

Studia i Materiały Nr

2005

__________

maszyny elektryczne, prąd przemienny,

silniki dwubiegowe, uzwojenia zmiennobiegunowe

Jan ZAWILAK

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 uzwo-
jenia i zmianę liczby biegunów pola magnetycznego. Przedstawiono metodę symetryzacji wielofa-
zowej umożliwiającą zaprojektowanie trójfazowego uzwojenia o zmienianych liczbach biegunów po-
la 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 zmienia-

nym kształcie obwodowego rozkładu i zmienianych liczbach biegunów podstawowego
pola magnetycznego opatentowana była przez Dahlanera w 1897 r. to pierwsze wdroże-
nia 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 wy-
głosił referat na Sympozjum Maszyn Elektrycznych w Kazimierzu. Problematyka ta za-
interesowała konstruktorów fabryki DOLMEL we Wrocławiu, którzy opracowali trzy
typy silników indukcyjnych w zastosowaniu do napędów wentylatorów ciągu, rozwija-
jących się wówczas elektrowni spalinowych. Ze względu na fakt iż silniki z polem ma-
gnetycznym 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 In-

stytucie Układów Elektromaszynowych. Pierwsze rozwiązania dotyczyły doskonalenia

Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-372 Wrocław

ul. Smoluchowskiego 19,

jan.zawilak@pwr.wroc.pl

konstrukcji uzwojeń przełączalnych o zmienianych liczbach biegunów pola magnetycz-
nego [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 fundamen-
tów do ich zainstalowania. Należało tak zaprojektować uzwojenia twornika i wzbudnicy
by dla jednej prędkości obrotowej przy określonej liczbie biegunów mechanicznych ma-
gneśnicy np. 16 podstawowym polem było pole o innej liczbie biegunów magnetycz-
nych 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, któ-
rego 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 fazo-
wych 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)

, najczęściej mechanicznie symetrycznie. Zagadnienie to komplikuje się jed-

nak dla uzwojeń niesymetrycznych z definicji.

Metoda symetryzacji wielofazowej pozwala projektować struktury trójfazowych

uzwojeń maszyn elektrycznych dla dowolnych liczb biegunów podstawowego pola ma-
gnetycznego. Podobnie jak przy metodach klasycznych, uzwojenia trójfazowe o po-
dzielnych przez trzy mianownikach liczby żłobków na biegun i fazę q są niesyme-
tryczne. 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

oraz

. Uzwojenie częściowe I zaprojektowane może być meto-

dami klasycznymi dla możliwie maksymalnych wartości współczynników grupowych

oraz minimalnej niesymetrii międzyfazowej. Uzwojenia częściowe II oraz III są iden-
tyczne jak uzwojenie I przy czym pasmu A uzwojenia I odpowiada pasmo B uzwoje-
nia II oraz pasmo C uzwojenia III itd.

Rys.1. Wykres wektorowy smm uzwojeń częściowych: a - dla pola podstawowego; b,c - dla pola harmo-

nicznego 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 trójfa-

zowe symetryczne to wytworzą one smm o jednakowych kształtach lecz przesuniętych
wzajemnie obwodowo i czasowo. Sumy harmonicznych smm uzwojeń częściowych
przedstawiają równania:

= F

[1+cos (

- 2

/3) + cos (

- 4

/3)]

(1)

= F

[1-cos (

/3) - cos (

/3)]

(2)

w których;
F

- jest harmoniczną wypadkową smm wirującą w umownym kierunku dodat-

nim,
F

- harmoniczną wypadkową smm wirującą w kierunku ujemnym,

- harmoniczną smm uzwojenia częściowego I, dodatnią,

- 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 har-
monicznych o liczbie biegunów p

= [1+cos (

- 2

/3) + cos (

- 4

/3)]/3

(3)

= [1-cos (

/3) - cos (

/3)]/3

(4)

Zasadą prezentowanej metody jest wykorzystanie różnicy podziałek biegunowych i

kątów elektrycznych dla harmonicznych smm (rys. 1). Przesunięcie uzwojeń częścio-
wych dobiera się w taki sposób aby smm o podstawowej liczbie biegunów dodawały
się (rys.1a), zaś harmoniczne pasożytnicze odejmowały się (rys.1b, 1c). Względy sy-
metrii międzyfazowej wymagają aby uzwojenia częściowe przesunięte były o kąty
elektryczne liczone w skali podstawowej liczby biegunów odpowiednio o 2

π/3 i 4π/3

dla pól wirujących w kierunku dodatnim oraz 4

π/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 zmienia-
nych 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 od-
powiednim rozkładzie obwodowym pasm fazowych. Zmianę obwodowego rozkładu
pola magnetycznego (i liczby biegunów) uzyskuje się dzięki zmianie kierunków prą-
dów magnesujących. Do zasilenia tego uzwojenia wyprowadzono 6 końców, które
podobnie jak w układzie Dahlandera skojarzone są w gwiazdę dla mniejszej oraz po-
dwójną 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 tań-
sza niż zastosowanie układów przekształtnikowych dużej mocy.

W wyniku prac badawczych opracowano konstrukcje, wykonano modernizacje

oraz wdrożono do eksploatacji trzy typy silników napędzających wentylatory główne-
go 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

połącz.

cos

typ silnika

obr/min

GAe 1510p

1 250

600

140

0,9

poj

95,5 230 700

1 050

600

120

0,9

poj

94,0 230 670

GAe 1510/12p

600 500 Y 84 0,8

ind

86,7 230 270

GAe 1512s

1 600

500

178

0,9

poj

96,0 180 910

1 400

500

157

0,9

poj

95,7 180 890

GAe 1512/16s

700 375 Y 87 0,9

ind

86,4 180 380

GAe 1716t

3 150

375

350

0,9

poj

96,2 300 2

640

2 600

375

290

0,9

poj

95,5 330 2

450

GAe 1716/20t

1 200

300

190

0,77

ind

81,0 260 1

050

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 niesy-
metryczne 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 pręd-
kościach obrotowych. Rejestracja prądów twornika silnika obciążonego i analiza har-
moniczna tych przebiegów pozwoliły ocenić stopień odkształcenia prądów spowodo-
wany niesymetrią obwodu wzbudzenia, warunkującą uzyskanie drugiej, mniejszej
prędkości obrotowej. Bieg asynchroniczny pozwolił wyznaczyć reaktancje synchro-
niczne maszyny w obu jej osiach. Rejestracja przebiegów napięć i prądów uruchamia-
nego dwustopniowo silnika dwubiegowego umożliwiła ocenę jakości rozruchu, syn-
chronizacji i zakresu kompensacji mocy biernej. Pomiary drgań i termowizyjne

pomiary temperatur posłużyły do wyznaczenia maksymalnych wartości tych wielko-
ści.

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 ob-

rotowej. 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 dwu-

biegowego 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 synchronicz-
nych. 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).

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 współczyn-
nik mocy nie mniejszy niż 0,8.

OKREŚLENIE KSZTAŁTU NAPIĘĆ I PRĄDÓW SILNIKA SYNCHRONICZNEGO

W celu określenia wpływu pola magnetycznego wzbudzenia na odkształcenie na-

pięć 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.

-150

-100

-50

100

150

180 270 360

kąt [deg]

ąd [

]

-6000

-4000

-2000

2000

4000

6000

nap
ię

e [

]

prąd

napięcie

-6000

-4000

-2000

2000

4000

6000

0,00

0,05

0,10

czas [s]

napi

ęci

e [

]

10 biegunów

8 biegunów

Rys. 4. Przebiegi prądu i napięcia fazowego sil-

nika (2p=10, 600 obr/min, I

=260A).

Fig. 4. Motor current and phase voltage wawe-

form (2p=10, 600 rpm, I

=260A)

Rys. 5. Przebiegi napięcia fazowego silnika pra-

cującego z mniejszą prędkością 500 obr/min.

Fig. 5. Motor phase voltage waveform for lower

speed 500 rpm

1000

2000

3000

4000

5000

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31

rząd harmonicznej

itud

a [

]

8 biegunów

10 biegunów

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 jednobiegowe-

go, 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.

Rozkład temperatur wyznaczony kamerą termowizyjną uwidocznił najbardziej na-

grzane elementy maszyny, którymi okazały się być szpilki ściągające pakiet blach sto-
jana (rys. 7). Temperatura uzwojeń obciążonej maszyny w żadnym z badanych przy-
padków 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 zmniej-

szenie zużycia energii elektrycznej. Oszczędności energii elektrycznej zależą od har-
monogramu wydobycia surowców decydującego o czasie pracy silników dwubiego-
wych z mniejszą prędkością obrotową. Na rysunku 8 pokazano przykładowy
tygodniowy wykres poboru mocy silnika typu GAe 1510/12s zainstalowanego w jed-
nej ze stacji wentylatorów głównego przewietrzania kopalni.

200

400

600

800

1 000

1 200

01:

05:

09:

13:

17:

21:

01:

05:

09:

13:

17:

21:

01:

05:

09:

13:

17:

21:

01:

05:

09:

13:

17:

21:

01:

05:

09:

13:

17:

21:

01:

05:

09:

13:

17:

21:

01:

05:

09:

13:

17:

21:

c [

]

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 wentylato-

rowej 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 dwubie-

gowymi silnikami prądu przemiennego o regulowanych prędkościach obrotowych
przez zmianę obwodowego rozkładu i liczby biegunów pola magnetycznego. Szcze-
gólnie interesujące ze względów poznawczych i aplikacyjnych było opracowanie teo-
rii, konstrukcji oraz wdrożenie do eksploatacji dwubiegowych silników synchronicz-
nych o biegunach wydatnych, w których dla jednej prędkości obrotowej liczba
biegunów mechanicznych wzbudnicy (np. 10) jest inna niż liczba biegunów magne-

tycznych (np. 12) pola magnetycznego. Maszyny takie zbudowano, przebadano i speł-
niają 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 prędko-

ściach 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 elek-

trycznej 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 induk-

cyjnego. XIX Ogólnopolskie Sympozjum Maszyn Elektrycznych. Komit. Elektrot. PAN. Sulejów-
Podklasztorze, 1983, s. 227-236.

[12] ZAWILAK J., Trójfazowe uzwojenie przełączalne dwubiegowych maszyn synchronicznych i syn-

chronizowanych. 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 obroto-

wymi. 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.

[19] ANTAL L., ZAWILAK J., Dwubiegowy silnik synchroniczny o biegunach jawnych. BOBRME Ko-

mel Zeszyty Problemowe nr 55 1998, s. 37-40.

[20] ANTAL L., ZAWILAK J., Torque of a two-speed synchronous motor. Moment dwubiegowego silni-

ka synchronicznego. 34th International Symposium on Electrical Machines. SME '98. Zeszyty Na-
ukowe - 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 pod-

ziemnych. BOBRME Komel, Zeszyty Problemowe nr 67 2003, s. 37-42.

[27] ANTAL L., ZAWILAK J., Moment dwubiegowego silnika synchronicznego o przełączalnych uzwo-

jeniach 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 - wery-

fikacja 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 dwu-

biegowych 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 In-

ternational Symposium on Electrical Machines. SME 2004. 2004 Wydaw. Książkowe Instytutu Elek-
trotechniki 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 Stowarzy-

szeń 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”

− Dyplomu Mistrza Techniki NOT Zagłębia Miedziowego oraz wyróżnienie w konkursie Rady Federa-

cji 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 synchro-
niczny 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 de-
scribes 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 si-
lent pole synchronous motors are shown.