Запитання для самоконтролю

1. Що розуміється під силовим колом і колом керування трифазного асинхронного електродвигуна?

2. Складіть принципову електричну схему керування трифазним асинхронним електродвигуном з короткозамкненим ротором, розшифруйте літерні позначення.

3. Опишіть пуск трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, використовуючи складену принципову електричну схему керування.

4. Опишіть відключення трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, використовуючи складену принципову електричну схему керування.

Завдання для самоконтролю

Трифазний асинхронний електродвигун типу 4А100S4У3 має наступні паспортні та каталожні дані:

• номінальна потужність – 3,0 кВт;

• номінальний к.к.д. – 82,0 %;

• номінальний коефіцієнт потужності – 0,83;

• номінальна фазна напруга – 220 В;

• номінальна швидкість – 1435 об/хв;

• кратність критичного моменту – 2,4;

• кратність мінімального моменту – 1,6;

• кратність пускового моменту – 2,0;

• критичне ковзання – 0,13;

• ковзання при мінімальному моменті – 0,80.

Асинхронний електродвигун надає руху робочій машині з лінійно-зростаючою механічною характеристикою. Момент зрушення (М₀) складає 20 % від номінального моменту електродвигуна (М_н), номінальний момент опору робочої машини (М_оп.н) дорівнює номінальному моменту електродвигуна (М_н). Номінальна швидкість робочої машини (_оп.н) дорівнює номінальній швидкості електродвигуна (_н).

1. Розрахувати номінальне значення сили фазного струму трифазного асинхронного електродвигуна.

2. Розрахувати номінальні сумарні втрати активної потужності трифазного асинхронного електродвигуна.

3. Розрахувати механічну характеристику трифазного асинхронного електродвигуна по п'ятьох точках. Результати розрахунку звести в таблицю.

4. Побудувати дану механічну характеристику трифазного асинхронного електродвигуна по п'ятьох точках.

5. Перерахувати механічну характеристику трифазного асинхронного електродвигуна при зниженні напруги живильної мережі на 20 %.

6. Побудувати дану механічну характеристику трифазного асинхронного електродвигуна по п'ятьох точках на тій же площині (пункт 4).

7. Розрахувати механічну характеристику робочої машини. Результати розрахунку звести в таблицю.

8. Побудувати дану механічну характеристику робочої машини на тій же площині (пункт 4). Показати робочі точки при номінальній та зниженій напругах.

7.2. Однофазні двигуни змінного струму

Ротор однофазного асинхронного електродвигуна побудований так само, як і в трифазного двигуна з короткозамкненим ротором. На статорі електродвигуна (у пазах магнітопроводу) укладена однофазна робоча обмотка, яка займає 2/3 пазів статора. В іншій частині (1/3 пазів) статора укладена пускова обмотка, яка зсунута в просторі щодо робочої на кут 90.

Пускова обмотка включається тільки на період пуску і після досягнення двигуном усталеної швидкості обертання вона відключається, а електродвигун продовжує працювати з однією робочою обмоткою, тому пускова обмотка виконується з проводу меншого перетину, ніж робоча обмотка. Обмотки статора підключаються до однофазної мережі, причому пускова обмотка підключається через фазозміщуючий елемент (як правило, конденсатор або резистор). Це необхідно, щоб створити в момент пуску фазовий зсув між струмами в обмотках статора на кут 90.

В результаті того, що обмотки статора зсунуті в просторі на кут 90, а струми в обмотках статора зсунуті за фазою на кут 90, в однофазному електродвигуні створюється обертове магнітне поле. Фізичні явища і процеси в роторі аналогічні трифазному двигуну з короткозамкненим ротором.

Механічна характеристика однофазного електродвигуна показана на рис.7.8:

• ділянка 1 – робота електродвигуна з пусковою обмоткою;

• ділянка 2 – робота електродвигуна без пускової обмотки;

Серійно випускаються однофазні асинхронні електродвигуни потужністю від 18 Вт до 600 Вт з пусковим резистором (АОЛБ) і пусковим конденсатором (АОЛГ), причому вартість конденсатора вище вартості резистора. Двигуни АОЛБ використовуються в пральних машинах, холодильниках, центрифугах та інших установках, у яких не висуваються вимоги до високого пускового моменту. Двигуни АОЛГ використовуються при підвищених вимогах до пускового моменту.

Як однофазний електродвигун при необхідності може бути використаний трифазний двигун. Обмотки статора такого електродвигуна, як правило, з'єднують у такий спосіб. Кінці двох фазних обмоток статора з'єднують у загальний вузол, а на початки цих фаз подають фазну напругу. Третю обмотку статора теж підключають на фазну напругу, але через фазозсувний елемент (наприклад, конденсатор). Ємність конденсатора при частоті струму 50 Гц визначають так:

, (7.15)

де С_р – ємність робочого конденсатора, мкФ;

I_н – номінальний струм електродвигуна, А.

Номінальний струм електродвигуна визначають за паспортними даними:

. (7.16)

Якщо пуск електродвигуна здійснюється з великим навантаженням на валу, то паралельно робочому конденсатору включають пусковий конденсатор (на період пуску). При ємності пускового конденсатора С_п = (6…8)С_р пусковий момент електродвигуна наближається до максимального.

При використанні трифазного електродвигуна в зазначеному вище однофазному режимі його потужність на валу знижується до 75 % від номінальної потужності.