Лабораторна робота № 7 дослідження регулювальних характеристик електроприводу змінного струму

Мета роботи: Дослідити регулювальних характеристик електроприводу змінного струму

1 Основні теоретичні положення

Асинхронний двигун є наймасовішим пирводом. Ці двигуни випускаються потужністю від 0,1 кВт до декількох тисяч кіловат і знаходять вживання у всіх галузях господарства. Основною перевагою асинхронного двигуна є простота його конструкції і невисока вартість. Однак за принципом своєї дії асинхронний двигун в звичайній схемі включення не допускає регулювання швидкості його обертання. Особливу увагу слід звернути на те, що щоб уникнути значних втрат енергії, а, отже, для короткозамкнутих асинхронних двигунів щоб уникнути перегріву його ротора, двигун повинен працювати в тривалому режимі з мінімальними значеннями ковзання.

Швидкість обертання поля асинхронного двигуна визначається виразом

, об/хв, (7.1)

де — частота струму в ланцюзі статора; Гц;

р — число полюсів машини.

Швидкість обертання ротора

, об/хв (7.2)

де — ковзання.

Підставивши формулу (7.1) в (7.2) отримаємо формулу для визначення швидкості ротора:

, об/хв (7.3)

Виходячи з наведених вище формул регулювання швидкості обертання асинхронного двигуна можна здійснювати шляхом:

1. Зміною числа пар полюсів магнітної системи машини.

2. Зміною ковзання введенням опору в ланцюг ротора, застосовується тільки для двигунів з фазним ротором.

3. Зміною частоти струму в ланцюзі статора.

1.1 Регулювання швидкості обертання зміною числа пар полюсів

Регулювання швидкості обертання асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором здійснюється зміною числа пар полюсів магнітної системи машини шляхом перемикання обмоток статора.

Промисловість випускає багатошвидкісні асинхронні електродвигуни, які можуть мати при перемиканні числа пар полюсів дві, три і чотири швидкості. Багатошвидкісні електродвигуни виконуються з короткозамкненим ротором.

Зміна числа пар полюсів електродвигуна досягається перемиканням обмотки статора, яка складається з окремих частин.

В чотиришвидкісних електродвигунах в пазах статора розміщені дві обмотки, які відповідають різному числу полюсів, кожна з яких допускає роботу електродвигуна на двох швидкостях. Певну швидкість створює то перша, то друга з цих обмоток за рахунок переключення на більше чи менше число полюсів, тобто за схемами Δ→Y, Δ→YY, Y→YY тощо, Y,YY, Δ — схеми з'єднання обмоток ста­тора: відповідно зірка, подвійна зірка, трикутник. При переході від до , електродвигун, як правило, працює в режимі генераторного гальмування з віддачею енергії в мережу.

Чотиришвидкісні електродвигуни, які випускає промисловість, мають такі синхронні швидкості обертання:

3000/1500/1000/500 об/хв;

3000/1500/750/375 об/хв;

1500/1000/750/500 об/хв;

1000/750/500/375 об/хв.

Схеми обмоток статора чотиришвидкісного асинхронного двигуна подані на рисунках 7.2, 7.3, 7.4, 7.5,

Багатошвидкісні асинхронні двигуни використовуються в металорізальних верстатах, підйомно-транспортних механізмах, насосах та інших механізмах, в яких плавність регулювання не є обов'язковою умовою, а механізм привода спрощується, оскільки для нього, не потрібні механічні передачі.

Схема “подвійна зірка” забезпечує вдвічі менше пар полюсів, тому перемикання з неї здійснюється  на схеми “ зірка” чи “трикутник”.

Рисунок 7.1 — Механічні характеристики.

Л1–16;18-7; 11-9; 13-2; ;

Л2 – 4; 19-21; 14-17; 6-20; .

Л3 – 10; 12-1; 13-5; 8-15.

Рисунок 7.2 — Схеми обмоток статора чотиришвидкісного асинхронного двигуна.

Л1–6-20;12-15;18-2; ;

Л2 – 9-21; 14-1; 3-7; .

Л3 – 11-19; 13-5; 8-17.

Рисунок 7.3 — Схеми обмоток статора чотиришвидкісного асинхронного двигуна.

Л1–14-17; 21-9; 6-20; ;

Л2 – 11-19; 7-18; 13-2; .

Л3 – 3-5; 1-12; 8-15.

Рисунок 7.4 — Схеми обмоток статора чотиришвидкісного асинхронного двигуна.

Л1– 8-21; 5-9; 14-15; ;

Л2 – 1-13; 3-2; 19-12; .

Л3 – 6-7; 11-20; 17-18.

Рисунок 7.5 — Схеми обмоток статора чотиришвидкісного асинхронного двигуна.