3 Содержание отчёта

3.1 Вычертить схемы опытов и заполнить таблицы.

3.2 Построить рабочие и механическую характеристики двигателя.

3.3 Определить кратность критического (максимального) момента.

4 Вопросы для подготовки к зачёту

4.1 Как изменить направление вращения двигателя?

4.2 Как определить скольжение, частоту вращения магнитного поля, частоту тока в роторе при заданной частоте вращения ротора?

4.3 Каковы характерные точки механической характеристики?

4.4 Что называется критическим скольжением и как его определить по механической характеристике двигателя?

4.5 Как оценивается перегрузочная способность асинхронного двигателя?

Пуск в ход и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Цель работы: изучить способы пуска в ход и регулирования их частоты вращения, узнать условия их применения.

1 Программа работы

1.1 Записать паспорт двигателя и ознакомиться с оборудованием.

1.2 Осуществить пуски двигателя в ход:

• прямой;

• переключением обмотки статора со схемы «звезда» на схему «треугольник»;

• реакторный пуск;

• пуск с включением активных сопротивлений в цепь ротора.

1.3 Выполнить регулирование частоты вращения двигателя с фазным ротором путем изменения сопротивлений в цепи ротора.

1.4 Выполнить регулирование частоты вращения двигателя путем переключения обмотки статора на другое число полюсов.

2 Методика выполнения работы

2.1 Прямой пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором осуществляют по схеме рис. 9а.

Рисунок 9 – Схема прямого пуска в ход асинхронного двигателя - а) и пуска в ход переключением обмотки статора со «звезды» на «треугольник» - б).

Значение начального пускового тока при номинальном напряжении измеряют три раза и заносят в табл. 13.

Прямой пуск асинхронного двигателя является наиболее простым. Однако значение начального пускового тока превышает номинальный ток в 4...7 раз, что вызывает снижение напряжения, особенно в маломощных сельскохозяйственных сетях.

Таблица 13

Способ пуска
1
2
3
4

Это приводит к существенному снижению электромагнитного момента как пускаемого двигателя, так и уже работающих от данной сети двигателей, т.к. момент пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого может произойти остановка работающих двигателей. Поэтому прямой пуск применяется только для двигателей сравнительно небольшой мощности.

Большое значение пускового тока объясняется тем, что при неподвижном роторе получается режим короткого замыкания для двигателя. ЭДС в обмотке ротора при этом наибольшая ( ), т.к. при пуске скольжение s = 1. Большой ток ротора трансформируется в обмотку статора.

Все остальные способы пуска направлены на уменьшение пускового тока путем снижения подводимого к обмотке двигателя напряжения.

2.2 Пуск двигателя, переключением обмотки статора со схемы «звезда» на схему «треугольник». После разбега двигателя переключатель QS переводят в положение «треугольник». Результаты трех замеров пускового тока заносят в табл. 13.

При этом способе пуска начальный пусковой ток (потребляемый из сети) без учета нелинейности характеристик снижается по сравнению с прямым пуском в 3 раза. Начальный пусковой момент также уменьшается в 3 раза. Поэтому такой способ пуска применяют для двигателей с малым моментом сопротивления на валу и имеющих рабочую схему обмотки статора «треугольник».

2.3 Реакторный пуск двигателя осуществляют по схеме рис.10,а. Результаты трех замеров заносят в табл. 13.

Рисунок 10 – Схема реакторного пуска асинхронного двигателя - а) и пуска двигателя с фазным ротором - б).

При пуске за счет падения напряжения на реакторе напряжение на двигателе и пусковой ток уменьшатся в раз по сравнению с пусковым током при прямом пуске. Начальный пусковой момент уменьшится в раз , что является недостатком реакторного пуска в ход.

2.4 Пуск в ход асинхронного двигателя с фазным ротором осуществляют путем введения активных сопротивлений в цепь ротора по схеме рис. 10,б (QF2 и QF3 отключены). Результаты трех замеров заносят в табл. 13. Этот способ имеет два достоинства: наряду с уменьшением пускового тока возможно увеличение пускового момента вследствие роста активной составляющей тока ротора.

2.5 Регулирование частоты вращения двигателя с фазным ротором (с контактными кольцами) осуществляют ступенчатым увеличением сопротивления в цепи ротора поочередным размыканием QF3 и QF2. Регулирование n осуществляют при постоянном моменте сопротивления М_В на валу двигателя. Нагрузку осуществляют электромашинным динамометром (на схеме не показан), который представляет собой генератор постоянного тока, работающий параллельно с сетью 110 В.

Результаты трех опытов заносят в табл. 14.

Таблица 14

Рисунок 11 – Схема регулирования частоты вращения асинхронного двигателя переключением числа полюсов обмотки статора

При введении в каждую фазу ротора регулировочного сопротивления начинается переходный процесс. В первоначальный момент времени двигатель по инерции сохраняет прежние значения частоты вращения и скольжения, а ток ротора уменьшится. Соответственно момент двигателя становится менее момента сопротивления на валу, и частота вращения начинает снижаться. Одновременно с этим увеличиваются скольжение, ЭДС ротора и активная составляющая тока ротора, момент двигателя возрастает. Переходный процесс закончится, когда восстановится равновесие момента двигателя и момента сопротивления при новом значении частоты вращения.

Такой способ регулирования является неэкономичным из-за потерь мощности на сопротивлениях, вводимых в цепь ротора.

2.6 Регулирование частоты вращения двигателя с короткозамкнутым ротором переключением числа полюсов обмотки статора осуществляют по схеме рис. 11.

При замыкании QF при схеме обмотки «треугольник» получается число полюсов 2p=4, при этом измеряют частоту вращения.

Для получения большей частоты вращения нажимают кнопку SB, получают схему «двойная звезда» и 2p = 2, измеряют частоту вращения двигателя.

Число полюсов изменяется в данном опыте за счет изменения направления тока на 180 в полуфазах обмотки статора.

2.7 Кроме рассмотренных способов регулирования частоты вращения могут применяться регулирование напряжения на зажимах двигателя, изменение частоты питающего тока.