Порядок выполнения работы. 1. Изучить, устройство а

1. Изучить, устройство а. д. и его основных частей.

2. Записать и расшифровать паспортные данные а. д. № 1,2,3.

Рис. 4. Схема а. д. (№5, 6) с расщепленными полюсами.

3. Подвести к клеммам статора а.д. № 1 три фазы сети и, кратковременно

включив автомат, проверить возник­новение вращающегося магнитного поля по вращению стального шарика в статоре. Поменяв провода двух фаз меж­ду собой проверить изменение направления вращения магнитного поля.

4. Отыскать начала и концы фаз статорной обмотки а. д. № 2 по методике, приведенной выше. Зарисовать схему рис.2.

5. Подсоединить а. д. № 2 к сети, включив последовательно амперметр в одну из фаз. Зарисовать схему включе­ния.

6. После проверки схемы преподавателем включить автомат и измерить I_пуск, I_{хол.хода}. Определить к =I_пуск / I_{хол.хода}

7. Изменить направление вращения ротора.

8. Ознакомиться с устройством однофазных двигателей (№3, 5,6). Вычертить схему включения а. д. № 3.

9. Подключить а.д. № 3 к сети через ПНВС-10 и опробовать в работе.

Содержание отчета

1. Название и цель работы, расчетные формулы.

2. Паспортные данные изучаемых электродвигателей.

3. Электрические схемы и результат опытов.

4. Анализ результатов испытаний.

5. Схема асинхронного двигателя с расщепленными полюсами.

Контрольные вопросы

1. На каком принципе основана работа а. д.?

2. От чего зависит частота вращения ротора а. д.?

3. Что такое скольжение и от чего оно зависит?

4. Почему при пуске а. д. возникает повышенный ток?

5. Перечислите возможные способы регулирования.

6. Как изменить направление вращения а. д.?

7. В чем отличие однофазных а. д. от трехфазных?

8. Что приводится на паспортной табличке а. д.?

9. Какие условные обозначения применяют для а. д.?

Литература

1. Касаткин А. С., Немцов М.В. Электротехника. М., Высшая школа, 2000. стр. 417÷467.

2. Яцкевич В. В. Электротехника. Минск, „Ураджай", 1981. Стр. 103÷108,119÷125.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

ИСПЫТАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Цель работы

Изучить основные характеристики асинхронных двигателей. Провести испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и построить механическую и рабочие характеристики.

Элементы теории

Работа асинхронного двигателя основана на использовании вращающегося магнитного поля, которое создается статорной обмоткой под действием трехфазного тока. Обмотку статора двигателя соединяют звездой или треуголь­ником в зависимости от напряжения сети. Так, например, если в паспорте двигателя указаны напряжения 380/220 В, то при линейном напряжении сети 380 В обмотки соединяют звездой, а при линейном напряжении 220 В — треуголь­ником. Соединение звездой и треугольником выполняется при помощи перемычек на клеммном щитке двигателя, как показано на рис.1.

Рис. 1. Соединение фаз двигателя звездой (а) и треугольником (б).

Ток, потребляемый двигателем из сети и протекающий по обмотке статора, обозначают I ₁. Скорость вращения магнитного поля зависит от частоты тока f и числа пар полюсов р:

n₁ = 60 f₁ / р. (1)

В роторной обмотке двигателя, пересекаемой вращающимся магнитным потоком, индуктируется переменный ток I₂, изменяющийся с частотой f₂ .

Ток ротора, взаимодействует с вращающимся магнитным потоком Ф, создает электромагнитный вращающий момент.

М = кФI₂соsψ_2, (2)

где угол сдвига фаз между э. д. с. и током ротора - ψ₂ .

Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения U₁, которое приложено к статорной обмотке. Поэтому асинхронные двигатели очень чувствительны к колебаниям напряжения сети. Сниже­ние напряжения вызывает уменьшение момента и может привести к остановке двигателя.

Скорость вращения ротора п₂ у двигателя меньше скорости вращения магнитного поля п₁. Величина s=(п₁ – п₂)/ п₁ (3) называется скольжением. Номинальное значение скольжения у различных асинхронных двигателей составляет 0,05÷0,1 или 5÷10%. Частота тока в роторе f₂ пропорциональна s. Рабочие характеристики асинхронного двигателя выражают зависимость потребляемого тока I₁, потребляемой мощности Р₁, вращающего момента М, скорости вращения ротора п₂, скольжения s, к. п. д. η двигателя от мощности на валу Р₂.

Механическая характеристика двигателя выражает зависимость скорости вращения ротора от момента на валу М.

п ₂ = f (M). (4)

Так как момент двигателя зависит от скольжения, то иногда бывает удобнее вместо механической характеристики п ₂ = f (M) пользоваться
зависимостью М = f (s).

Рабочие и механические характеристики обычно строятся по результатам испытаний двигателя. Во время испыта­ний двигатель нагружается при помощи тормозного устройства, позволяющего измерять величину момента на валу двигателя.

В данной работе в качестве тормозного устройства используется генератор постоянного тока, нагрузка у которого может регулироваться числом включенных ламп. Крутящий момент на валу двигателя определяется по имеющему­ся графику в зависимости от тока нагрузки генератора.

Испытания полагается проводить при номинальном напряжении и стандартной частоте тока (50 Гц). Ток I_ф, мощность Р₁, скорость вращения ротора п₂ во время испытаний определяются по показаниям измерительных прибо­ров. Мощность двигателя определяется по формуле

Р₂ = M n₂ / 9550, (кВт) (5)

где М — момент двигателя (Нм);

п₂ - скорость вращения ротора (об/мин).

Коэффициент мощности cosφ и к.п.д. двигателя вычисляются по следующим формулам:

соsφ = Р₁/3U_фI_ф, (6)

η = Р₂ / Р₁ . (7)

Примечание: В данной работе Р₂ может быть вычислена по выражению: P₂ ≈ U_Г I_Г · 1,1. (Вт)

Порядок выполнения работы

Записать паспортные данные двигателя.

Соединить статорные обмотки двигателя звездой или треугольником соответственно паспортным данным и напряжению сети. Собрать цепь по рис. 2.

3. Включить двигатель и произвести замеры тока I _ф, мощности Р₁, скорости вращения ротора п₂, напряжения U_ф, силы тока I_г и U_г при различной нагрузке на валу. Нагрузку двигателя регулировать количеством включенных ламп. Выполнить 5—6 опытов. Первый опыт рекомендуется провести при холостом ходе двигателя, а последний при номинальном токе статора. Результаты опытов записать в таблицу.

4. Вычислить в таблице для каждого опыта момент, мощность, коэффициент мощности, к. п. д. и скольжение двигателя. Построить механическую и рабочие характеристики двигателя. Описать вид

Рис. 2. Схема испытания двигателя.

полученной механической характеристики (жесткая или мягкая).

Таблица

№ опыта	Наблюдения	Расчёты
Uф, В	Iф , А	Р1, Вт	Iг, А	Uг, В	п2, мин-1	Р2, Вт	соsφ	η	s	М, Нм
6.

 

Содержание отчета

Название и цель работы, расчетные формулы.

Электрическая схема и паспортные данные испытываемого двигателя.

Таблица с опытными и расчетными данными.....,/^\ *., / г> \ // \

Графики зависимостей: п₂ = f (М), I₁ = f(Р₂), Р₁ = f (Р₂), М = f (Р₂),

η = f (Р₂), S = f (Р_2.).

Анализ результатов исследований.

Контрольные вопросы

1. На каком принципе работает асинхронный двигатель?

2. Как устроена короткозамкнутая обмотка ротора?

Почему двигатель, работающий в холостую, имеет небольшой коэффициент мощности?

Почему у короткозамкнутого асинхронного двигателя получается большой пусковой ток? Перечислите воз­можные способы уменьшения пускового тока.

Литература

Касаткин А. С., Немцов М.В. Электротехника, М., Высшая школа, стр. 417÷460.

Яцкевич В. В. Электротехника. Минск, „Ураджай", 1981, стр.108-118.