5 Лабораторная работа 4

Асинхронный двигатель с фазным ротором

5.1 Цель работы

Экспериментальное исследование механических, электромеханических, рабочих и энергетических характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором.

5.2 Общие сведения

Скорость вращения ротора определяется по формуле:

, (5.1)

где ₀ - синхронная скорость (скорость вращения магнитного поля статора), с^-1;

s - скольжение асинхронного двигателя;

, (5.2)

где f - частота напряжения сети, Гц;

р - число пар полюсов.

Уравнение электромагнитного момента, развиваемый ротором представляется в виде следующих зависимостей:

, (5.3)

, (5.4)

Скольжение, при котором момент, развиваемый двигателем, достигает критического (максимального) значения М_К, называется критическим S_К. Уравнения критического момента и скольжения имеют вид

, (5.5)

, (5.6)

где U_ф - фазное напряжение, подведенное к обмотке статора, В;

I_р, I_р’ – ток и приведенный к статору ток ротора, А;

R_с - активное сопротивление обмотки статора,Ом;

X_к - индуктивное сопротивление короткого замыкания двигателя,Ом;

R_р - активное сопротивление роторной цепи, приведенное к цепи статора, Ом.

Используя формулы (5.4) – (5.6), получают известную формулу для момента (формула Клосса):

, (5.7)

где .

Активное сопротивление роторной цепи можно изменить, вводя внешние сопротивления:

, (5.8)

где R_р- активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к цепи статора, Ом;

R_g - активное внешнее сопротивление, приведенное к цепи статора, Ом.

Введение внешних сопротивлений в цепь обмотки ротора приводит к увеличению критического скольжения, в то время как максимальный момент остается неизменным. Механическая характеристика, полученная при номинальном напряжении, номинальной частоте, подводимых к статорной обмотке, и при отсутствии добавочных сопротивлений в цепи ротора называется естественной механической характеристикой, а при наличии добавочных сопротивлений – искусственной (реостатной). Пусковой момент М_ПУСК, определяемый по формуле:

, (5.9)

Под электромеханическими характеристиками понимаются зависимость скорость вращения от тока ротора I_р или статора I_c. Эти зависимости можно представить формулами:

= , (5.10)

, (5.11)

где I₀ – ток холостого хода, А;

I_СН, I_{РН ­} - номинальные токи статора и ротора, А;

M_н, S_н – соответственно номинальные момент и скольжение.