Обработка результатов измерений

а) по результатам измерений (табл. 8.6) постройте механическую n(M) и частотную (скоростную) n(I_Я ) характеристики двигателя;

б) по результатам измерений и вычислений (табл. 8.6) в одной координатной системе постройте рабочие характеристики исследуемого двигателя, т.е. зависимости момента М, частоты вращения n, тока якоря I_Я и КПД  от полезной мощности P₂ на валу двигателя при

,

.

Расчетные значения параметров табл. 8.6 вычисляют по формулам:

• потребляемый электродвигателем ток I=I_Я+I_B;

• мощность, потребляемая двигателем P₁=UI;

- полезная мощность на валу двигателя P₂=0,105Mn,

где P₂ - мощность, Вт; M - момент, Н м; n - частота вращения, мин^-1 (об/мин).

Коэффициент полезного действия:

.

Контрольные вопросы

1. Объясните устройство и принцип действия электродвигателей постоянного тока; назначение коллектора.

2. Начертите схему электродвигателей постоянного тока с пусковой и регулирующей аппаратурой и поясните назначение всех входящих в схему элементов.

3. Объясните назначение пускового реостата, и как рассчитывается его сопротивление R_n.

4. Как осуществить реверсирование электродвигателя постоянного тока?

5. Как происходит процесс саморегулирования двигателей постоянного тока при изменении момента нагрузки на валу?

6. Объясните способы регулирования частоты вращений двигателей, их преимущества и недостатки.

7. Начертите механические характеристики двигателей постоянного тока и по ним определите области их применения.

8. Что такое реакция якоря и коммутация тока, назовите способы их улучшения у двигателей постоянного тока?

9. Какое влияние на работу двигателя с параллельным и смешанным возбуждением оказывает обрыв цепи возбуждения?

Лабораторная работа №9 Исследование однофазного конденсаторного двигателя цели работы

1. Изучение устройства, принципа действия и назначения однофазного конденсаторного двигателя.

2. Исследование поведения конденсаторного асинхронного двигателя при отключении пусковой обмотки.

3. Снятие рабочих характеристик конденсаторного двигателя методом непосредственной нагрузки.

Материалы для подготовки к работе

При малых мощностях установок и наличии только однофазных сетей часто применяют однофазные асинхронные двигатели. Они используются для привода стиральных машин, холодильных установок и других бытовых механизмов, а также в качестве исполнительных двигателей. Их мощность относительно невелика (до 5 кВт).

Двигатель имеет короткозамкнутый ротор и статор с однофазной обмоткой, которая расположена в пазах и занимает примерно две трети окружности статора (рис. 9.1, а).

При включении обмотки статора в однофазную сеть в ней создается не вращающийся магнитный поток, а пульсирующий ф=Ф_мsinωt . Его можно разложить на два одинаковых, вращающихся навстречу друг другу потока: Ф_пр (прямой) и Ф_об (обратный). Их величины равны половине амплитудного значения результирующего потока (рис. 9.1, б). Они индуктируют в обмотке ротора э.д.с, которые создают токи в роторе. Активные составляющие токов будут взаимодействовать с потоками Ф_пр и Ф_об и создадут два равных, но противоположных друг другу электромагнитных вращающих момента. Таким образом, результирующий момент будет равен нулю, т. е. ротор такого двигателя вращаться не будет и поэтому пустить его прямым включением в сеть нельзя.

Рис. 9.1. Однофазный асинхронный двигатель: а – расположение обмотки статора; б – разложение пульсирующего потока на два вращающихся.

Отсутствие пускового момента - существенный недостаток однофазных асинхронных двигателей. В современных машинах его устраняют устройством на статоре вспомогательной обмотки, цепь которой имеет повышенное сопротивление.

Для получения кругового вращающегося ноля необходимо выполнить два условия:

1) сдвинуть в пространстве (на статоре) рабочую и пусковую обмотки на 90°;

2) включить в цепь пусковой обмотки фазосдвигающий элемент (индуктивную катушку, резистор или конденсатор), который должен обеспечить сдвиг по фазе на 90° между токами рабочей I₁ и пусковой I₂ обмоток.

Конденсаторные двигатели (рис. 9.2) находят широкое применение. Они имеют на статоре две обмотки, занимающие одинаковое число пазов. Обмотки сдвинуты в пространстве на 90°. Ротор у этой машины короткозамкнутый. Одна из обмоток рабочая, а вторая вспомогательная, в цепь которой включен конденсатор С, создающий сдвиг по фазе между токами I₁ и I₂. В отличие от однофазного двигателя, вспомогательная обмотка после пуска остается включенной в течение всего времени работы двигателя.

Рис. 9.2. Конденсаторный асинхронный двигатель

Конденсатор С обеспечивает получение кругового вращающегося ноля при нормальном режиме работы двигателя. Для получения кругового вращающегося поля при пуске кроме конденсатора С включают еще конденсатор С_п (пусковой). По окончании разгона С_п должен быть отключен.

В отличие от однофазного двигателя, работающего с пульсирующей намагничивающей силой статора, конденсаторные двигатели по свойствам приближаются к трехфазным. Они имеют по сравнению с однофазными высокие к.п.д., коэффициент мощности (cosφ=0,8-0,95), пусковой и максимальный моменты.