Контрольные вопросы

1. Каким образом осуществляется нагрузка асинхронного двигателя?

2. Почему с увеличением нагрузки двигателя увеличиваются токи статора I₁, ротора I₂ и скольжения S?

3. Поясните энергетическую диаграмму асинхронного двигателя.

4. Какой вид имеет энергетическая диаграмма при S = 1?

5. Как определяются отдельные виды потерь асинхронного двигателя?

6. Какой порядок вычисления полезной мощности, КПД, момента на валу, коэффициента мощности двигателя?

В отчете представить:

1. Схему для проведения опытов.

2. Характеристики исползуемых машин, приборов и оборудования.

3. Таблицы измеряемых и вычисленных величин.

4. Расчет параметров для номинальной нагрузки.

5. Графики рабочих характеристик.

Лабораторная работа 5 пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей

Цель работы - изучить и дать оценку способам пуска асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым роторами.

Оборудование и приборы

Исследованию подлежат способы пуска асинхронных двигателей типа 4А, 4АН с короткозамкнутым и фазным роторами.

Измерения напряжения и тока проводятся с помощью вольтметра и амперметра электромагнитной системы, отдельно взятых, или с помощью комплекта измерительных приборов К-50.

При пуске асинхронного двигателя с фазным ротором используется трехфазный реостат, который включается в цепь ротора.

При автотрансформаторном пуске используется трехфазный автотрансформатор типа РНТ-220-6.

При пуске переключением обмотки статора асинхронного двигателя звезда-треугольник используется трехполюсный рубильник.

Выводы приборов и оборудования размещены на клеммной панели испытательного стенда.

Содержание работы

1. Ознакомиться с паспортными данными двигателей.

2. Проанализировать экспериментально вопросы пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором.

Пояснения к работе

При рассмотрении возможных способов пуска в ход асинхронных двигателей необходимо учитывать следующие основные положения:

• двигатель должен развивать при пуске достаточно большой пусковой момент, который должен быть больше статического моменту сопротивления на валу, чтобы ротор двигателя мог начать вращаться и достигнуть номинальной скорости вращения;

• величина пускового тока должна быть ограничена такой величиной, чтобы не было повреждений двигателя и нарушения нормального режима работы сети;

• схема пуска должна быть по возможности простой, а количество и стоимость пусковых устройств малыми.

Важное значение имеют такие проблемы: 1) продолжительность пуска; 2) потери энергии в обмотках и их нагрев; 3) переходные процессы при пуске.

В зависимости от условий пуска того или другого механизма используется тот или другой тип асинхронного двигателя: двигатель с короткозамкнутым ротором или двигатель с фазным ротором.

В двигателях с фазным ротором благоприятные условия пуска (большой пусковой момент при малом пусковом токе) легко достигаются с помощью пускового реостата, в виде активного сопротивления, включенного в цепь обмотки ротора.

Пусковой ток и пусковой электромагнитный момент (рис.5.2) асинхронного двигателя при пуске (S=1) без пускового сопротивления в соответствии со схемой замещения (рис.5.1) равны:

а при включенном сопротивлении в цепь ротора ( ) пусковой ток ротора и пусковой момент соответственно равны:

Величина сопротивления, при котором пусковой ток минимальный, а пусковой момент максимальный, определяется из условия:

Пуск в ход асинхронного двигателя с контактными кольцами осуществляется присоединением обмотки статора к сети. При этом пусковое сопротивление ротора полностью введено и потом, после включения статора, его уменьшают до замыкания обмотки накоротко. Двигатель выходит на естественную механическую характеристику. Ротор будет вращаться со скоростью, согласно с условием равенства электромагнитного момента двигателя моменту сопротивления нагрузки (рис. 5.3).

Асинхронные двигатели с фазным ротором дороже двигателей с короткозамкнутым ротором, а применение пускового реостата усложняет установку и ее обслуживание.

Поэтому, наибольшее распространение получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Уменьшение пускового тока достигается уменьшением напряжения на зажимах двигателя при пуске. Но при этом пропорционально квадрату напряжения уменьшается пусковой момент. Поэтому этот способ применяется только при легких условиях пуска, когда нагрузка на валу не превышает 30% номинального значения.

При тяжелых условиях пуска нормальный короткозамкнутый АД не может развивать достаточный пусковой момент даже при прямом включении на номинальное напряжение. В этих случаях возможно применение АД специального выполнения - двухклеточных или глубокопазных.

Пуск АД с короткозамкнутым ротором может быть осуществлен путем прямого включения в сеть и при пониженном напряжении: реакторный, автотрансформаторный, с помощью переключателя обмотки статора на время пуска с треугольника на звезду.

Прямой пуск имеет преимущественное значение в связи с тем, что электрические системы имеют достаточную мощность. Способ простой, но связанный с более или менее значительными толчками тока (5,5-6,5)I_H, которые могут вредно обозначиться на работе сети питания. Если, по условиям падения напряжения в сети, прямой пуск невозможный, применяют разные способы пуска при пониженном значении напряжения. Необходимость пуска при пониженном напряжении встречается чаще всего в случае пуска мощных высоковольтных двигателей, двигателей на лесоразработках, в сельськом хозяйстве.