Программа работы

1. Изучить устройство асинхронных двигателей:

а) с короткозамкнутым ротором;

б) с фазным ротором.

2. Проверить наличие механических и электрических неисправностей.

3. Методом трансформации определить начала и концы обмоток.

4. Собрать схемы соединения статорных обмоток в звезду и в треугольник и осуществить пуски и реверсирование двигателя.

Теоретические сведения

Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в производстве. Они просты по конструкции, надежны в эксплуатации, имеют высокий кпд.

Устройство. Двигатель состоит из двух частей: статора (неподвижная часть) и ротора (вращающаяся часть).

Статор включает в себя: чугунный или алюминиевый корпус, запрессованный в него магнитопровод, в пазах которого уложены три обмотки; два подшипниковых щита (боковые крышки). На статоре размещается клеммная коробка для присоединения проводов. У двигателя с фазным ротором на одном подшипниковом щите установлен щеткодержатель с щетками для соединения обмотки ротора с внешней цепью.

Ротор состоит из вала, магнитопровода и обмотки, которая бывает двух видов:

а) короткозамкнутая (в виде беличьего колеса, образуемого алюминиевыми стержнями в пазах магнитопровода, замкнутыми с торцов алюминиевыми кольцами);

б) фазная (выполняется аналогично обмотке статора из трех обмоток, начала которых сдвинуты по окружности ротора на 120⁰ и выведены на контактные кольца на валу ротора).

На валу ротора может устанавливаться вентилятор.

Магнитопроводы статора и ротора делаются из пакета листовой электротехнической стали толщиной 0,3-0,5 мм. Листы изолированы друг от друга слоем окалины или лака для снижения потерь мощности на вихревые токи и гистерезис (перемагничивание).

Маркировка выводов обмоток:

С₁, С₂, С₃ – начала обмоток статора;

С₄, С₅, С₆ – соответственно концы обмоток, статора;

Р₁, Р₂, Р₃ – начала обмоток ротора.

В зависимости от напряжения сети и исполнения обмоток статора применяются две основные схемы их соединения: в звезду (Y) и в треугольник ( ). На двигателе указывается линейное напряжение сети и соответствующее ему соединение обмоток.

Например, 380/220 Y/∆ – у этого двигателя номинальное фазное напряжение обмотки составляет 220 вольт.

На рисунках 10.1 приведены схемы включения двигателя с короткозамкнутым ротором, а на рисунке 10.2 – с фазным ротором.

Рис. 10.1

Рис. 10.2

Принцип работы. У асинхронных двигателей обмотки статора выполнены одинаково, а обмотки ротора закорочены или непосредственно на роторе (короткозамкнутый ротор) или через внешнее сопротивление (фазный ротор). Поэтому принцип работы одинаков.

В статоре двигателя создается вращающееся магнитное поле. Направление вращения определяется чередованием фаз (А, В, С) источника питания, а частота вращения n₁ рассчитывается по формуле:

(10.1)

где f₁ – частота тока, Гц;

р – число пар полюсов.

При частоте тока 50 Гц имеем определенный ряд n₁:

р	1	2	3	4	…
n1 об./мин.	3000	1500	1000	750	…

Магнитное поле статора пересекает обмотку ротора и наводит в ней ЭДС. Ее направление определяется правилом правой руки. В нижней части обмотки ротора она направлена от нас , в верхней – к нам ⊙ (рис. 10.3). Так как обмотка замкнута, по ней протекает ток. Теперь получаем проводник с током в магнитном поле. На такой проводник действует механическая сила F, направление которой определяется правилом левой руки. Как видно из рисунка, создается крутящий момент, приводящий ротор в движение, направление которого совпадает с направлением вращения магнитного поля статора. Поменяв местами две любые фазы от источника питания к статору, мы можем изменить направление вращения магнитного поля и двигателя.

Рис. 10.3

Двигатель разгоняется, стремясь «догнать» магнитное поле статора. Но при равенстве скоростей прекратится пересечение магнитным полем статора обмотки ротора ЭДС, ток и крутящий момент будут равны нулю. Поэтому частота вращения ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора. Отсюда и название асинхронный.

Мера отставания частоты вращения ротора n₂ от частоты вращения магнитного поля статора называется скольжением S и определяется выражением:

. (10.2)