На главную

Практическое занятие № 28.

Тема: Подключение и наладка пускорегулирующего оборудования с элементами автоматизации.

Цель работы: получить практические навыки по эксплуатации, опытному и расчетному методам определения рабочих и механических характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором, а также по оценке его эксплуатационных свойств.

Программа работы

 1. Изучить устройство и элементы конструкции двигателя.

2. Определить экспериментально механические (естественную и искусственную с введенным в цепь ро¬тора добавочным сопротивлением) характеристики двигателя.

3. Выполнить опыт холостого хода.

4. Выполнить опыт короткого замыкания.

5. Определить рабочую и механическую характеристики расчетным путем по круговой диаграмме.

Теоретическая часть.

 Все трехфазные асинхронные двигатели имеют конструктивно одинаковые статоры и различаются выполнением обмотки ротора. По конструкции обмотки ротора эти двигатели подразделяются на два типа: с короткозамкнутой обмоткой (короткозамкнутые) и с фазной обмоткой (так называемые двигатели с фазным ротором или контактными кольцами).

Трехфазный двигатель предназначен для включения в трехфазную сеть, поэтому он имеет обмотку статора, состоящую из трех фазных обмоток, при прохождении через которые токи, поступающие из трех фаз сети, возбуждают вращающееся магнитное поле. Для усиления магнитного поля и придания ему необходимой формы сердечники собирают, из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака.

К корпусу двигателя, который отливают из чугуна или стали, прикрепляют все остальные части двигателя. Сердечник статора имеет вид полого цилиндра с продольными пазами по внутренней поверхности.

В пазы укладываются три фазные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на угол 120град. Внутри корпуса сердечник статора укрепляется с помощью прокладки из немагнитного материала для того, чтобы не допускать образования в нем магнитного поля и, следовательно, вихревых токов.

Частота вращения магнитного поля статора в об/мин определяется соотношением

где - число пар полюсов статора;    - частота питающего напряжения статора.

Тогда при питании двигателя от сети промышленной частоты   = 50 Гц и   =1 частота вращения поля статора равна   = 3000 об/мин. Для получения меньших частот вращения статоры выполняют с многополюсными обмотками (   > 1).

У двигателей с фазным ротором статорная обмотка аналогична статорной обмотке короткозамкнутого двигателя. А в продольные пазы сердечника ротора уложены три одинаковые изолированные обмотки, выполненные по типу статорной обмотки, т. е. смещенные между собой в пространстве на 120 град. Концы обмоток объединены в общую точку и образуют звезду, а начала присоединены к трем контактным кольцам, размещенным на валу.

С помощью щеток, прижимающихся к контактным кольцам, в каждую фазу обмотки ротора можно ввести добавочное активное сопротивление. С увеличением активного сопротивления обмотки ротора уменьшается пусковой ток, т. е. облегчается пуск двигателя, а также увеличивается пусковой момент вплоть до максимального значения. Кроме того, изменяя с помощью реостата активное сопротивление цепей ротора можно регулировать частоту вращения двигателя. Все это позволяет применять двигатели с фазным ротором для привода машин и механизмов, требующих при пуске больших пусковых моментов.

В обмотке статора асинхронного двигателя при прохождении переменного тока возбуждается вращающееся магнитное поле, которое, пересекая проводники обмотки ротора, наводит в них переменную ЭДС. Так как обмотка ротора замкнута, то наведенная ЭДС вызывает в роторе ток. В результате взаимодействия проводников с током ротора и вращающегося магнитного поля возникает сила, заставляющая ротор вращаться в направлении вращения поля. Таким образом, принцип работы асинхронного двигателя основан на использовании взаимодействия вращающегося магнитного поля, создаваемого переменным током в обмотке статора и проводниками с током обмотки ротора. Так как вращение магнитного поля статора происходит асинхронно с вращением ротора двигателя, т. е. частоты вращения ротора и поля отличны, двигатель называется асинхронным.

При пуске асинхронного двигателя по мере разгона ротора разность частот вращающегося поля и ротора уменьшается. Однако ротор не может вращаться синхронно с полем, так как при совпадении частот не будет относительного движения поля и ротора, вследствие чего ротор не будет пересекаться полем, в нем не будет наводиться ток и, следовательно, исчезнет вращающий момент.

Паспортные данные испытуемого двигателя:

Номинальная потребляемая активная мощность   = 98 Вт,

Номинальная полезная механическая мощность   = 35 Вт,

Номинальное напряжение   =220 В,

Номинальный ток обмотки статора   =0,6 А,

Номинальный коэффициент мощности   =0,73,

Номинальный коэффициент полезного действия   =0,36,

Число пар полюсов   =2,

Механические потери   =20 Вт,

Магнитные потери   =33 Вт,

Активное сопротивление фазы обмотки статора   =22,2 Ом.

1. Определение естественной   при   =       ,   и искусственной   при   ,     ,  

=, механических характеристик

трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором

1.1. Электрические схемы соединений

       Рис. 1.1. Электрическая схема соединений тепловой

защиты машины переменного тока

Рис. 1.2. Электрическая схема соединений для определения механических характеристик

1.2. Перечень аппаратуры.

Таблица 1.1

1.3. Описание электрической схемы соединений.

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающей в качестве нагрузочной машины.

Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.

Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазные трансформаторные группы А2,А7 от трехфазного источника питания G1.

Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором.

Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4.

С помощью мультиметра блока Р1 контролируется ток статорной обмотки и линейное напряжение испытуемого двигателя М1.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная мощность, потребляемая испытуемым двигателем М1.

Контрольные вопросы:

4.1.Устройство асинхронных двигателей с фазным ротором.

4.2. Потери и коэффициент полезного действия.

4.3. Принцип работы двигателей переменного тока.

4.4. Рабочие характеристики асинхронных трехфазных двигателей с фазным ротором.

↑ Вверх