Лабораторная работа № 11 Испытание трехфазного короткозамкнутого асинхронного двигателя

Цель работа. Изучить устройство трехфазных асинхронных двига­телей. Освоить метод маркировки начал и концов статорной обмот­ки. Опытное получение механической и рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Подготовка к работе

1. Изучить раздел курса электротехники «Асинхронные машины».

2. Начертить схемы опытов, заготовить таблицы для записи опыт­ных данных.

3. Подготовиться к ответу на следующие вопросы:

   1. На каком принципе основана работа асинхронного двига­теля?

   2. Как устроена короткозамкнутая обмотка ротора?

   3. С какой целью в некоторых асинхронных двигателях ротор­ную обмотку делают в виде двойной беличьей клетки?

   4. По какой схеме следует соединить фазы двигателя, если в его паспорте указано напряжение 220/127 В, а линей­ное напряжение сети 220 В?

   5. Что такое «скольжение асинхронного двигателя»?

   6. Чему равна частота тока в роторной обмотке двигателя?

   7. Перечислите возможные способы уменьшения пускового тока короткозамкнутого асинхронного двигателя.

   8. Каким способом можно изменить направление вращения ро­тора?

   9. Создание вращающегося магнитного поля асинхронного дви­гателя.

   10. Режимы работы трехфазной асинхронной машины.

   11. Механическая характеристика асинхронного двигателя.

   12. Пуск асинхронного двигателя в ход.

   13. Способы регулирования скорости асинхронного двигателя.

Литература

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. «Электротехника» М.: Энергоатомиздат, 1983. с.334 – 342, 35б-371.

Содержание работы.

1. Ознакомиться с приборами и записать их паспортные данные в таб­лицу 1.

Таблица 1.-Паспортные данные измерительных приборов.

Наименование	Тип	Система	Класс точности	Завод. номер	Предел измерений	Род тока
1 2 …

3. Записать паспортные данные испытуемого коротко замкнутого двигателя в таблицу 2 и определить число полюсов. Расшифро­вать тип исследуемого асинхронного двигателя, принимая во вни­мание, что цифра 4 указывает номер серии; следующая за ней буква А обозначает, что двигатель асинхронный; вторая буква обозначает исполнение электродвигателя по способу защиты от окружающей среды (для закрытых двигателей буква не ставится), Третья буква указывает исполнение двигателя по материалу ста­нины и щитов (А - станина и щиты алюминиевые, Х – станина алюминиевая, щиты - чугунные, отсутствие буквы означает, что стани­на и щиты чугунные или стальные). Последующие цифры указыва­ют высоту оси вращения в миллиметрах (от 50 до 355); последующие буквы – установочные размеры по длине станины (S - короткая, М - средняя, L - длинная). Последующие цифры (2,4,6,8,10,12) означают число полюсов; конечные буквы и цифры указывают на климатическое исполнение и категорию размещения.

Таблица 2.-Паспортные данные асинхронного двигателя.

Тип двигателя	PH , кВт	nH ,мин-1	UH , B	hН %	соs jH

3. Определить начала и концы фаз обмоток статора асинхронного двигателя методом трансформации, для чего:

а) При помощи вольтметра или омметра методом последователь­ных проб определить парные вывода, т.е. выводы, принадле­жащие одной фазе обмотки.

б) Соединить две фазы последовательно и включить их в сеть под фазное напряжение; вольтметром измерить напряжение на выводах третьей фазы (рис. 1). Если в третьей фазе индуцирует­ся эдс, то это означает, что две первые фазы соединены между собой разноименными выводами (начало и конец). В этом случае магнитные потоки, созданные током двух фаз дадут результирующий поток, который наведет эдc в третьей фазе. Если же на выводах третьей фазы напряжения нет, то две первые фазы соединены между собой одноименными зажи­мами (начало с началом или конец с концом). В этом случае результирующий поток от двух фаз не сможет навести эдс в третьей.

Рис. 1. Схема для определения начал и концов обмоток статора методом трансформации

На основании измерений произвести разметку выводов двух первых фаз. Соединить между собой вторую и третью обмотки, повторить опыт. На основании из­мерений обозначить начало и конец третьей фазы. Результаты маркировки показать на эскизе клеммного щитка. Принято начало обмотки первой фазы обозначать С₁, ее конец С₄; второй соответственно С₂ и С₅; третьей С₃ и С₆.

4. При линейном напряжении U_Л = 380 В определить схему соединения обмоток испытуемого двигателя и подключить его к сети (рис.2).

Рис. 2. Схемы соединения обмоток статора асинхронного трехфазного двигателя звездой б) и треугольником в)

5. Собрать электрическую цепь согласно схеме рис.3.

Рис. 3. Схема опытной установки.

6. Включить рубильник и пустить двигатель в ход. Изменяя нагруз­ку двигателя с помощью индукционного тормоза (реостат R_Т) проследить за изменением потребляемого тока двигателя I_I , потребляемой мощности Р_I, коэффициента мощности cosj, вращающего момента М, скорости вращения ротора n₂ при различ­ной загрузке двигателя: от холостого хода до 1,25 номиналь­ной. Результаты измерений записать в таблицу 3.

Таблица 3.-Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

	Измерено							Вычислено
	U	I1	P1	I2	n2	M	P2		cosj	h	s
	В	А	кВт	А	об/мин	Нм	кВт		-	%	-
1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. Вычислить:

1) мощность двигателя Р₂:

(кВт)

где М – момент двигателя (Нм); n₂ – скорость вращения ротора (об/мин);

2) скольжение двигателя

,

где – скорость вращения магнитного поля статора,

f - частота тока, р - число пар полюсов.

3) коэффициент мощности cosj и кпд двигателя h

;

8. По данным опыта построить рабочие характеристики асинхронного двигателя Р₁, I₁, n₂, cosj, h_ДВ , s, M = f (P₂)

9. Задание по УИРС.

9.1. Рассчитать механическую характеристику М = f (s) и n = f (М) по формуле Клосса

где , - перегрузочная способность двигателя. Из справочных данных для исследу­емого типа асинхронного двигателя К_мах = 2,2. Номинальный момент двигателя

;

Максимальный момент двигателя

Номинальное скольжение

Частота вращения двигателя в зависимости от текущего зна­чения скольжения

Данные расчета механической характеристики свести в таблицу 4.

Таблица 4.-Данные расчета механической характеристики.

s	О	shom	SКР	0,4	0,6	0,8	1
М (Нм)
n (мин–1)

Данный метод расчета механической характеристики дает при­ближенные результаты, особенно в области больших скольжении. При построении механической характеристики уточните значения

при s = 1

при s = 0,85

Для исследуемого типа двигателя из справочных данных имеем:

К_П = 2; К_МИН = 1,6

Механическая характеристика асинхронного двигателя приведе­на на рис 4. Рис. 4. Механическая характеристика асинхронного двигателя