Исследование однофазного асинхронного двигателя
3.1 Цель работы
Ознакомиться со способами пуска, режимами работы и рабочими характеристиками трёхфазного асинхронного двигателя при питании от однофазной сети.
3.2 Программа лабораторного исследования
3.2.1 Ознакомиться с конструкцией асинхронного двигателя и его паспортными данными, оборудованием и приборами, используемыми при испытании.
3.2.2 Собрать схему исследования асинхронного двигателя.
3.2.3 Запустить асинхронный двигатель по конденсаторной схеме пуска и проверить работу измерительных приборов.
3.2.4 Снять рабочие характеристики асинхронного двигателя
в конденсаторном режиме (с включённой рабочей ёмкостью);
в однофазном режиме (при разомкнутой цепи пусковой обмотки).
3.3 Пояснения и указания к работе
Магнитное поле однофазной обмотки статора при синусоидальном токе является пульсирующим. Это поле может быть представлено в виде двух одинаковых полей, вращающихся в противоположные стороны. Если ротор неподвижен, то оба момента, создаваемые прямым и обратном полями, равны и направлены встречно. Если же ротор привести во вращение с помощью постороннего привода, то суммарное обратное поле от токов статора и ротора уменьшится по сравнению с суммарным прямым полем. Это способствует преобладанию момента, действующего согласно с направлением вращения ротора, и двигатель начинает вращаться самостоятельно [1-3].
Заметим, что полезная мощность трёхфазного двигателя при работе в однофазном режиме снижается до 60-70%.
Для осуществления самостоятельного пуска двигателя можно использовать схему, приведённую на рис. 3.1.
Две фазные обмотки статора соединяются последовательно и включаются в однофазную сеть. Они образуют рабочую или основную обмотку двигателя. Третья фазная обмотка выполняет роль пусковой обмотки. При этом МДС пусковой и рабочей обмоток оказываются смещенными в пространстве на 90 электрических градусов. В цепь пусковой обмотки включается активное ( для двигателей малой мощности ), ёмкостное или индуктивное сопротивление. Включение в цепь пусковой обмотки указанных сопротивлений необходимо для создания фазового сдвига между токами пусковой и рабочей обмоток. Фазовый сдвиг является одним из условий образования вращающегося магнитного поля. Наилучшие результаты получаются при использовании ёмкостного сопротивления.
Величина пусковой ёмкости Сп, равная для схемы на рис. 3.1 сумме С и Ср , выбирается из условия создания кругового вращающегося магнитного поля при неподвижном роторе и рассчитывается по формуле [мкФ]
Cп
=
,
где f1 – частота напряжения питающей сети, Гц;
хк – индуктивное сопротивление двигателя, определяемое из опыта трёхфазного короткого замыкания, Ом.
Если двигатель запускается без нагрузки на валу, то для трогания с места можно использовать меньшую по величине ёмкость, чем получаемая по формуле.
После разгона двигателя ёмкость в цепи пусковой обмотки следует уменьшить с целью приближения вращающегося поля двигателя к круговому при рабочей частоте вращения ротора. Величина рабочей ёмкости Ср в этих условиях составляет (15 20)% от пусковой ёмкости Сп.
Момент нагрузки на валу двигателя при испытаниях регулируется и измеряется, как описано в лабораторной работе № 2 .
Рис 3.1 Схема пуска трехфазного двигателя от однофазной сети