Контрольные вопросы

1. Как построить круговую диаграмму асинхронного электродвигателя по

экспериментальным данным?

2. Что можно определить по круговой диаграмме?

3. Укажите различные области возможных режимов работы электродвигателя на

круговой диаграмме.

4. Начертите эквивалентную схему электродвигателя с вынесенным контуром

намагничивания и поясните назначение его параметров.

5. Как проводят опыт ХХ в АЭД?

6. Как проводят опыт КЗ в АЭД?

7. Какие причины увеличения момента на валу в генераторном режиме и при

снижении частоты питающего тока?

8. Как видоизменится круговая диаграмма и ее составляющие при изменении

частоты и величины питающего напряжения?

Лабораторная работа № 16 исследование регулировки частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

Цель работы: изучение методов регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя (АЭД) и его характеристик.

Краткие теоретические сведения. Механические характеристики АЭД (3 и 4) представлены на рис.16.1. Прямые 1 и 2 - механические характеристики тормозящих устройств, 3 и 4-механические характеристики АЭД с малым и увеличенным R ^/₂ .

При регулировка частоты рабочие точки (точки пересечения линий 1 и 4, 2 и 4, 1 и 3, 2 и 3) перемещается по механической характеристике. Регулировка частоты враще­ния АЭД с короткозамкнутым (КЗ) рото­ром в широких пределах обычно затруднительна. Частота вращения ротора описывается выражением:

Рис. 16.1. Механические характеристики АЭД с различным R ^/₂ .

n=60 f (1-s) / p, 16.1.

где f-частота питающего тока, Гц. S-коэффициент скольжения. Увеличивается под нагрузкой. Номинальное значение Sн приведено в справочных данных по АЭД. Sн составляет у маломощных АЭД около 0.1, у мощных 0.02. Критическое значение Sк (соответствует максимальному вращающему моменту) описывается выражением: Sк = Sн{ _к²+ [ _к²-1+2 Sн( _к-1)]}/[1-2 Sн( _к-1)] 16.2.

где _к- кратность максимального (критического)момента. Обычно Sк в 3-4 раза больше Sн. Положение Sк при увеличении R ^/₂ смещается влево по оси S. Точки пересечения прямых 1 и 2 с механическими характеристиками АЭД есть точки устойчивой частоты вращения ФЭД под нагрузкой. Участок 0-Sк диапазон регулировки частоты вращения для двигателя с малым R ^/₂. Для сравнения участок 0- Sмакс. - диапазон регулировки частоты вращения для двигателя с увеличенным R ^/₂.

S становится равным Sк при R₂ = Х₂ = Х_{2 неподв} s. Индуктивное сопротивление Х₂ увеличивается при замедлении вращения (увеличении скольжения) АЭД.

Величину Sк можно увеличивать активным сопротивлением роторной обмотки, расширяя диапазон регулировки частоты вращения. Это выполнимо в двигателе с фазным ротором. Увеличение активной части сопротивления роторной обмотки сопровождается уменьшением коэффициента полезного действия. Уменьшение напряжения питания приводит к уменьшению вращающего момента и замедлению вращения АЭД. Регулировка эффективна также в двигателях с повышенным коэффициентом скольжения в диапазоне скольжений Sк>S>0.

Вращающий момент АЭД описывается выражением:

М=( р mU₁² c₁² R ^/₂/s )/{ ₁ [( c₁R₁+ c₁²R ^/₂/s ) ²+( c₁X₁+c₁² X^/₂/s )²]} 16.3.

Исходя из 16.1-16.3 регулировка частоты враще­ния АЭД возможна : изменением числа пар полюсов р, изменением частоты питающего тока ₁, изменением коэффициента скольжения s . Первый способ реализуют в многоскоростных двигателях, для второго способа нужен преобразователь частоты и напряжения, для третьего способа нужен трехфазный регулятор питающего напряжения и возможность изменения активного сопротивления роторной обмотки R ^/₂.

Р ис.16.2. Схема включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.