Лабораторные работы №3-4 [Ишимбай] / Work_3,4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЛИАЛ В Г. ИШИМБАЙ

Кафедра АПП

Отчет по лабораторным работам №3,4

по предмету «Преобразователи энергии в системе управления

технологических процессов»

на тему: Изучение конструкции и принципа

действия асинхронного двигателя.

Выполнил: студент гр. АТП-408

Шарипов Д.В.

Приняла: Елизарова Е.И.

Ишимбай 2007

Лабораторная работа №3,4

Изучение конструкции и принципа действия асинхронного двигателя.

Цель работы:

1. Изучение строения и принципа действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на примере трехфазных асинхронных двигателях серии 4А;

2. Ознакомление с подключениями асинхронных двигателей к нагрузке на примере схемы электрической принципиальной к технологическому оборудованию «Станок 16К20»;

3. Определение основных рабочих параметров асинхронного двигателя и построение его механической характеристики.

План работы:

1. Изучить конструкцию и принцип действия асинхронного двигателя серии 4ААМ63А4У3. Дать полную характеристику двигателю. Расшифровать табличку на двигателе. По типу двигателя определить технические данные. Определить схему соединения обмоток асинхронно двигателя.

2. На примере схемы к технологическому оборудованию определить все типы асинхронных двигателей, применяемые на станке 16К20. Определить их параметры и назначение. Вычертить схему подключения асинхронных двигателей к нагрузке.

3. Дать общую характеристику серии трехфазных асинхронных двигателей 4А.

Выполнение работы.

Для рассмотрения были предложены два асинхронных двигателя серии 4А. Первый двигатель имел табличку, на которой была следующая информация.

Тип 4ААМ63А4У3

3 фаз ~ 50 Hz 250 W cosφ=0.65

1.49/0.80 A КПД 68 1370 об/мин IP44 Статор Δ/Y 220/380

Согласно поставленной цели необходимо расшифровать данную табличку.

4А	-	А	М	63	-	А	4	У3
название серии	исполнение по способу защиты. Если нет, то IP44	исполне-ние по мате-риалу станины и щитов. Если А – станина и щиты алюми-ниевые	мало-мощный/малога-баритный	высота оси в мм	устано-вочный размер по длине станины	длина сердеч-ника. Если А - меньшая	число полюсов	климати-ческое исполнение и категория размеще-ния

Как известно, синхронная частота n₁ отличается от асинхронной на величину скольжения S. Принимая S=8%, получаем, что синхронная частота n₁=1.08·1370=1479.6≈1500 об/мин. Из справочника находим данные для двигателя 4ААМ63А4У3 с синхронной частотой 1500 об/мин. Найденные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Типоразмер	4ААМ63А4У3
Мощность,кВт	0.25
Скольжение, %	8
КПД, %	68
cos φ	0.65
	2.2
	2
	1.2
	5

Обмотки асинхронного двигателя 4ААМ63А4У3 соединены по схеме «треугольник» . Схема соединения обмоток представлена на рисунке 1. Также на рисунке 1 представлено возможное соединение обмоток по схеме «звезда».

а – расположение выводов обмотки статора;

б – соединении обмоток статора «звездой»;

в – соединении обмоток статора «треугольником»

Рисунок 1

Второй из рассматриваемых двигателей не имел таблички. Однако, было подсчитано количество пазов, в которые укладывается обмотка статора – 36 шт. Так как рассматриваемый двигатель является трехфазным, то на одну фазу приходится 12 пазов. Так как любая катушка имеет начало и конец, то всего имеет место 6 пар полюсов. Если катушки соединены последовательно, то в двигателе имеются 6 пар полюсов. Исходя из формулы , где f₁ – промышленная частота равная 50 Гц, p – число пар полюсов, получаем синхронную частоту n₁=500 об/мин. Если катушки в рассматриваемом двигателе соединены параллельно, то в нем имеются 3 пары полюсов. Тогда, исходя из вышеуказанной формулы, синхронная частота рассматриваемого двигателя равна n₁=1000 об/мин. Сделаем предположение, что рассматриваемый двигатель имеет синхронную частоту n₁=1000 об/мин. Согласно справочным данным был найден двигатель 4АА80В6У3 мощностью 1.1 кВт. Основные его характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2

Типоразмер	4АА80В6У3
Мощность,кВт	1.1
Скольжение, %	8
КПД, %	74
cos φ	0.74
	2.2
	2
	1.6
	4

На предложенной схеме на технологическое оборудование «Станок 16К20» были изображены девять асинхронных двигателей, обозначенные М3-М11. Из перечня элементов на технологическое оборудование «Станок 16К20» были найдены следующие пояснения, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

Обозначение	Наименование	Примечание
М6	Двигатель 4ААМ634АУ3 0.37 кВт, 380 В, 1500 об/мин	Привод резцедержки
М7	Двигатель 4А63В2У3 0.55 кВт, 380 В, 3000 об/мин	Патрон зажима/разжима
М8	4АА63В4У3 0.37 кВт, 380 В, 1500 об/мин	Пиноль
М9, М10	4АА56А4У3 0.12 кВт, 380 В, 1500 об/мин	Привод охлаждения; привод смазки направляющих
М11	4АА63А4У3 0.25 кВт, 380 В, 1450 об/мин	Привод смазки шпиндельной бабки
М3	4А132М4У3 11 кВт, 220/380 В	Двигатель главного движения
М4, М5	4АХБ2П100L4ПБУХЛ4 4 кВт, 220/380 В	Привод подачи по координатам X и Z

Расшифровка двигателя М4 и М5:

4А –	основная серия асинхронного двигателя;
IP44 –	машины закрытые, защищенные от попадания внутрь ее брызг любого направления и предметов диаметром более 1 мм, имеют внешний обдув вентилятором;
Х –	станина алюминиевая, щиты из чугуна;
100 –	высота оси вращения;
L –	большой установочный размер по длине станины;
4 –	число полюсов;
П –	повышенная точность по установочным размерам;
Б –	двигатель со встроенной температурной защитой;
УХЛ –	умеренно холодный климат;
4 –	отапливаемое закрытое помещение с искусственной вентиляцией.

Схема включения асинхронного двигателя показана на рисунке 2.

Рисунок 2

Согласно цели работы необходимо определить основные рабочие параметры асинхронного двигателя и построить его механическую характеристику.

Согласно варианту были получены следующие исходные данные, приведенные в таблице 4.

Таблица 4 – Исходные данные

Типоразмер	4А180М6У3
Pном=P2 , кВт	18.5
Uном , В	380
f, Гц	50
n2ном , об/мин	975
ŋ, %	88
cos φ	0.87
	5
	1.2
	2

Необходимо определить: p, S_ном, n₁, M_ном, P_1ном, I_1ном, I_пуск, M_макс, M_пуск. Построить механическую характеристику асинхронного двигателя n₂=f(M).

Расчеты были произведены в пакете MathCad 2001 Pro. Ниже приведены расчетные формулы и результаты вычислений.

Принимаем .

Для построения механической характеристики асинхронного двигателя n₂=f(M) нужно использовать формулы:

где .

Механическая характеристика асинхронного двигателя n₂=f(M), полученная в пакете MatLab 6.5, изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Механическая характеристика асинхронного двигателя

Вывод.

В результате выполнения данной работы:

• изучили строение и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на примере трехфазных асинхронных двигателях серии 4А;

• ознакомились с подключением асинхронных двигателей к нагрузке на примере схемы электрической принципиальной к технологическому оборудованию «Станок 16К20»;

• определили основные рабочие параметры асинхронного двигателя и построили его механическую характеристику.