Исследование трехфазного асинхронного двигателя

 

 ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить конструкцию, назначение отдельных элементов трехфазного асинхронного двигателя.

Научиться определять выводы катушек трехфазной обмотки статора и разбивать их на начала и концы.

Изучить паспортные дачные двигателя и их назначение.

Научиться подключать асинхронный двигатель и проводить его реверсирование.

 

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

 

 В лабораторной установке используется встроенный трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

С помощью переключателя УП-4 катушки обмотки двигателя могут соединяться в "звезду" (положение"звезда") или подклю­чаться к клеммам [3, 14, 15, 17, 18 стенда (положение "на клеммы").

При выполнении лабораторной работы используются измерительные приборы:

pVl - вольтметр для измерения напряжения питания,

рА1- амперметр для измерения тока в цепи питания,

pV2 - вольтметр для контроля напряжения при маркировке концов обмоток,

рА2 - миллиамперметр для индексации тока при определении начал и концов обмоток электродвигателя.

В связи с тем, что при выполнении лабораторной работы на стенд подается напряжение трехфазной сети (380 В), представляющее повышенную опасность, необходимо соблюдать ряд дополнительных мер:

1. При включенном стенде запрещается прикасаться к клеммам стенда и обмоткам реостатов.

2.Нe держаться за металлический корпус стенда.

3. Не проводить сборку и разборку схемы под напряжением.

4. В случае возникновения короткого замыкания, повреждений, других нарушений и аварийных режимов необходимо отключить стенд автоматическим выключателем Ап на стенде или кнопкой"стоп" на вводном щите лаборатории.

ПРОГРАММА РАБОТЫ И УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОНЕНИЮ

А. Подготовка стенда

Для подготовки стенда к выполнению лабораторной работы необходимо все коммутирующие элементы на стенде поставить в положение:

УП - I    - генератор

УП - 2   - генратор

УП - 3   - самовозбуждение

УП - 4   - на клеммы стенда

ПНО     - О

Ампт    - отключено

Асд       - отключено

Ап         - отключено

Атр       - отключено

Т2         - отключено

Т4         - отключено

Б. Выявление выводов, принадлежащих катушкам обмотки статора

1. Для выявления выводов, принадлежащих одной катушке, собирают схему по рис.1. На этой схеме к клеммам 5 и 6 подводят регулируемое напряжение автотрансформатора: 9, 10 - клеммы вольтметра pV2. Как видно из рис.1, первоначально клемма 6 соединена с клеммой 13, а клемма 5 с клеммой 9. К клемме 10 подключен переносный щуп.

2. Соединить щупом клеммы 10 и 13.

3. Включить Ап и Атр.

4. Выставить автотрансформатором напряжение (с помощью pV2) 36В.

5. Отключить щуп клеммы 10 от клеммы 13 и, прикасаясь им поочередно к клеммам 14, 15, 16, 17, 18 найти другой конец первой катушки по показанию рV2. Отключить стенд с помощью Ап.

6. Отключить клемму 6 от клеммы 13 и соединить клемму 6 с оставшейся одной из четырех клемм (например, с клеммой 15).

7. Включить стенд и щупом клеммы 10 найти конец второй катушки. Отключить стенд.

8. Отключить клемму 6 от клеммы 15 и соединить клемму 6 с одной из двух оставшихся клемм (например, с 17). Включить стенд и щупом клеммы 10 определить конец третьей катушки.

Таким образом, будут найдены концы катушек обмотки попарно, как например, в нашем случае:      13-14, 15-16, 17-18.

9.  Автоматом Ап отключить стенд.

В. Определение начал и концов катушек обмотки статора

Для первой катушки обмотки статора произвольно принимаем:

13 - начало (С I), 14 конец (С 4).

Начало и конец второй катушки определяется относительно маркировки первой катушки в последовательности:

1. Собрать схему по рис.2, где клеммы 11, 12 - клеммы миллиамперметра рА2.

2. Включить с помощью Ап стенд. Если теперь стрелка измерителя рА2 отклонится, то 15 - начало, а 16 - конец второй катушки, если не отклонится, то клеммы 15 и 16 необходимо поменять местами.

3. Выключить стенд.

4. Для проверки состояния, показанного на рис.2, когда 15 - начало, а 16 - конец второй катушки, собирается по рис. 3. Стрелка не должна отклониться при включенном стенде.

5. Выключить стенд с помощью Ап.

6.

Для определения начала третьей катушки обмотки собирается схема по рис. 4.

7. Включить стенд. Если стрелка индикатора А2 отклонится, то 17 - начало, а 18 - конец третьей катушки обмотки.

     8. Выключить стенд.

Таким образом, получилось: начало катушек обмотки- I3(CI), 15 (С2), 17(СЗ); концы - 14(С4), 16(С5),18(С6),

Г. Пробный пуск асинхронного двигателя

Правильность определения начал и концов катушек обмотки ста­тора можно проверить путем пробного пуска асинхронного двигателя, для чего собирается схема по рис. 5. Здесь к клеммам 19, 20, 21 подводится трёхфазная сеть напряжением 380 В, что требует осо­бой осторожности.

Включить стенд (Ап) и кнопкой "пуск" ключа К1 включить двигатель. Тахометр отметит нарастание скорости и затем установив­шееся состояние.

Провести реверсирование двигателя. Для этого выключить стенд (выключатель Ап перевести в положение "откл"). В месте подклю­чения питания к двигателю поменять местами подводящие провода двух любых фаз. Включить стенд (выключатель Ап в положение "вкл") и нажатием кнопки "Пуск" (черная кнопка) кнопочной стан­ции асинхронного двигателя Асд включить двигатель и убедиться, что ротор двигателя вращается в противоположную сторону. Отклю­чить двигатель нажав кнопку "стоп" Асд (красная кнопка) и от­ключить питание стенда (выключатель Ап перевести в положение "откл").

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет выполняется на отдельных листах или в отдельной тетради и должен содержать:

1 Номер работы, название работы.

2. Цель работы.

3. Схемы определения выводов, начал, концов катушек обмотки статора двигателя, схема подключения двигателя.

4. Краткие сведения из теории.

5. Паспортные данные асинхронного двигателя.

6. Выводы по работе (смотри контрольные вопросы).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Объяснить конструкцию и назначение отдельных элементов конструкции.

2. Объяснить принцип действия асинхронного двигателя.

3. Какие данные входят в паспорт асинхронного двигателя и их назначение?

4. Что такое скольжение асинхронного двигателя и от чего оно.зависит?

5. Как создается вращающий момент на валу асинхронного двигателя?

6. Как определяются выводы обмотки статора.

7. Как определяются и как маркируются начала и концы катушек обмотки статора?

8. Как производится реверсирование асинхронного двигателя?

9. Чем отличается короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя от фазного?

10.Определить скорость вращения магнитного поля статора и скорость вращения ротора, если частота тока f = 50 Гц, число пар полюсов  р= 2, номинальное скольжение S_н= 5 %.

11.Магнитное поле статора асинхронного двигателя вращается с частотой n = 1500 об/мин. Номинальное скольжение S =5%.Определить частоту вращения ротора.

12.Асинхронный двигатель с номинальной частотой вращения ротора n = 980 об/мин работает при номинальной частоте сети f= 50 Гц. Определить число пар полюсов статора и номинальное скольжение.

13.Асинхронный двигатель включен в трехфазную сеть с линейным напряжением U=380 В. Потребляемая мощность двигателя 30 кВт, cosj= 0,87. Определить потребляемый двигателем ток при соединении обмотки статора по схеме "звезда".

14. Трехфазный асинхронный двигатель с мощностью на валу 4кВт включен в сеть с напряжением 380/220 В.  Определить фазные токи в обмотках статора, соединенных по схеме "треугольник", если к.п.д. двигателя h =0.68, а cos j = 0,8.