ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Электротехника и электроника»

Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Методические указания к учебно-исследовательской лабораторной работе №16 по дисциплине «Электротехника и электроника»

Ростов-на-Дону

2008г.

Составители:

ст. преп. Воржев В.Б.

проф. Лаврентьев А.А.

УДК 621.3 (076.5)

Методические указания к выполнению лабораторно-практической работы №16 «Исследование трехфазного АД с короткозамкнутым ротором» / Ростов-на-Дону, Издательский центр ДГТУ, 2008, 11с.

Предназначены для студентов дневных и заочных факультетов, изучающих дисциплины «Электротехника, электроника и электропривод», «Электротехника и электроника» специальностей 1201 – 1205, 0305, 0720, 1706, 1710, 2301, 3302.

Печатается по решению методической комиссии факультета «Автоматизация и информатика»

Научный редактор: к.т.н., доцент Ананченко Л.Н.

Рецензент: к.т.н., профессор Кулагин Б.М.

© Издательский центр ДГТУ, 2008

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16

«ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ»

1. Цель работы

   1. Приобрести практические навыки по исследованию рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя.

   2. Провести сравнительный анализ рабочих характеристик асинхронного двигателя с другими известными электрическими двигателями.

2. Подготовка к выполнению работы

В основе работы АД лежит использование вращающегося магнитного поля (ВМП). Для получения ВМП необходимо, чтобы составляющие его поля были сдвинуты в пространстве (сдвигают катушки статора относительно друг друга на 120,60 и т.д.) и во времени (для чего АД питают системой токов со сдвигом по фазе).

АД состоит из двух основных частей: статора и ротора.

Статор – неподвижная часть, служащая для получения ВМП, частота вращения которого определяется частотой тока и числом пар полюсов p магнитного поля:

,

называемая синхронной. Частота ВМП зависит от числа пар полюсов для f₁ = 50 Гц следующим образом:

p	1	2	3	4	5	6
n1	3000	1500	1000	750	600	500

Статор состоит из литого корпуса, в котором находится магнитопровод, набранный из колец листовой электротехнической стали. В статоре есть внутренние продольные пазы, в которых укладываются статорные фазные обмотки.

Направление вращения ВМП, а, следовательно, и ротора АД определяется последовательностью чередования фаз, поэтому для реверсирования двигателя достаточно поменять местами любые два линейных провода.

Ротор – подвижная часть, состоящая из вала и магнитопровода (набран из дисков листовой электротехнической стали), в пазах которого и расположена обмотка ротора.

Принцип действия. Протекающий по обмоткам статора трехфазный ток создает ВМП, которое, пересекая проводники обмотки ротора, согласно закону Фарадея, наводит в них ЭДС. Так как витки ротора замкнуты, в них возникает ток. Взаимодействие этого тока с потоком ВМП, согласно закону Ампера, создает силы Ампера, а те в свою очередь, вращающий момент. У АД частота вращения ротора всегда меньше, чем синхронная частота статора n₁ (отсюда название двигателя).

Частота скольжения ротора относительно ВМП есть разность частот вращений: .

Скольжением называется величина: ,

показывающая частоту относительного проскальзывания ротора относительно ВМП. Номинальное скольжение s_Н лежит в пределах 0,010,07 (17 ).

Механическая характеристика (рис 1) АД есть зависимость частоты вращения ротора от момента сопротивления на валу , при U_C, f₁=const, (или M=F(S)).

На участке от n₂₀ до n_крит характеристика устойчивая, здесь осуществляется принцип саморегулирования: при возрастании нагрузки, n₂ несколько уменьшается, что приводит к увеличению скольжения, следовательно, возрастает ЭДС в обмотках ротора и вращающий момент вновь достигает величины тормозного момента.

Перегрузочная способность АД – это отношение максимального вращающего момента к номинальному: .

Кратность пускового момента – это отношение пускового момента к номинальному:

Рабочие характеристики АД  это зависимости основных величин от мощности на валу: n₂, M, , cos₁ = F(P₂), при U_{1 НОМ} и f₁ = const. Характер и причины поведения этих функций от мощности на валу аналогичны ДПТ с параллельным возбуждением. При P₂ = 0 коэффициент мощности cos₁ очень мал, потому что потребляемый АД на холостом ходу ток преимущественно индуктивный и достаточно велик (0,25  0,35 от I_ном). Поэтому работа АД без нагрузки или с малой нагрузкой недопустима.

Трехфазные двигатели являются на сегодняшний момент основными источниками механической энергии в промышленном производстве.