Электромагнитный тормоз

Нагрузка исследуемого асинхронного двигателя осуществляется посредством электромагнитного тормоза ЭТ (рис. 8), состоящего из магнитной системы и стального диска. В магнитную систему входят магнитопровод и обмотка ОВТ (обмотка возбуждения тормоза). Диск находится на одном валу с электродвигателем и приводится последним во вращение.

Принцип действия тормоза основан на создании тормозящего момента от взаимодействия вихревых токов стального диска с магнитным потоком обмотки ОВТ, возбужденным постоянным током. 

Магнитная система может поворачиваться относительно вала диска, причем угол ее поворота зависит от момента нагрузки на двигатель. Шкала тормоза, отградуированная в единицах вращающего момента, позволяет производить отсчет нагрузки электродвигателя в Н∙м.

 

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Сформулировать достоинства и недостатки асинхронных двигателей с фазным ротором.

1. Почему способ регулирования частоты вращения двигателя изменением скольжения неэкономичен?

 

 

 

Трехфазный синхронный двигатель

 

Цель работы: ознакомиться с назначением, конструкцией и принципом действия трехфазного синхронного двигателя. Осуществить асинхронный пуск синхронного двигателя, снять характеристики, исследовать режим параллельной работы синхронного и асинхронного двигателей.

 

Общие сведения

Синхронный двигатель служит для преобразования электрической энергии в механическую.

Механическая работа совершается за счет образования электромагнитного момента М, который уравновешивает момент сопротивления М  производственного механизма (в статическом режиме ).

Трехфазный синхронный двигатель (СД) состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора (рис. 1, 2).

 

 

 

Рис. 1. Обозначение СД в принципиальных схемах.

 

 

 

Рис. 2. Электромагнитная схема СД:

1 – обмотка статора;

2 – обмотка ротора;

3 – контактные кольца;

4 – щетки;

5 – короткозамкнутая пусковая обмотка.

 

 

В зависимости от частоты вращения ротора n₂ синхронный двигатель выполняется:

1. В явнополюсном исполнении (n₂ < 1000 об / мин)

2. В неявнополюсном исполнении (n₂ > 1000 об / мин)

 

Статор трехфазного синхронного двигателя аналогичен статору трехфазного асинхронного двигателя (см. работу № 2). Ротор СД представляет собой электромагнит постоянного тока, который создает магнитное поле, вращающееся вместе с ротором.

Ротор имеет обмотку возбуждения, которая через специальные контактные кольца питается постоянным током от источника постоянного напряжения.

 

 

Принцип действия СД

 

Принцип действия СД (образования электромагнитного момента) основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора при подключении его обмотки к трехфазной сети и магнитного поля обмотки возбуждении ротора.

В результате взаимодействия ротор вращается с частотой  в ту же сторону, что и магнитное поле статора , причем частоты вращения ротора и магнитного поля статора одинаковы, т.е. . Поэтому двигатель называется синхронным.

 

 (об / мин),

где  – частота питающей сети (  = 50 Гц)

   - число пар магнитных полюсов обмотки статора.

 

Однако, это взаимодействие («сцепление» полюсов вращающегося поля статора с разноименными полюсами ротора) может произойти лишь в случае, когда , т.е. ротор двигателя необходимо разогнать.

Поэтому ротор синхронного двигателя снабжается специальной короткозамкнутой пусковой обмоткой из медных или алюминиевых стержней типа беличьей клетки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (на рис. 2 она обозначена кружками). Пуск такого двигателя называют асинхронным пуском синхронного двигателя.