Лабораторная работа № 15 исследование Асинхроного двигателя с фазным ротором

Цель работы: ознакомление с устройством и пуском асинхронного двигателя с фазным ротором и снятие его рабочих характеристик.

15.1. Содержание работы

У асинхронного двигателя с фазным ротором в отличие от короткозамкнутого асинхронного двигателя обмотка ротора выполняется трехфазной, аналогично обмотке статора.

Необходимость применения фазной обмотки на роторе объясняется тем, что в этом случае предоставляется возможность ввода сопротивления пускового или регулировочного реостата в цепь ротора. Благодаря этому можно значительно влиять на механическую характеристику двигателя (рис. 15.1).

Введение реостата в цепь ротора позволяет при пуске значительно увеличить пусковой момент и вместе с тем уменьшить величину пускового тока.

Рис. 15.1. Механические характеристики двигателя с фазным ротором

Обмотка ротора обычно соединяется по схеме «звезда», и концы ее присоединяются к трем медным или стальным кольцам, укрепленным на валу двигателя. При этом кольца изолированы как от вала, так и друг от друга.

Сопротивления пускового или регулировочного реостата соединяются с обмоткой ротора при помощи неподвижных щеток, наложенных на контактные кольца. С целью сохранения колец и щеток от износа, а также уменьшения механических потерь, двигатели иногда снабжаются специальным устройством для подъема щеток после процесса пуска.

В настоящей работе для выяснения свойств асинхронного двигателя с фазным ротором следует снять его рабочие характеристики n = f₁(Р₂), η = f₂(Р₂), cosφ₁ = f₃(Р₂), I₁ = f₄(Р₂), M = f₅(Р₂).

При снятии рабочих характеристик двигателя изменение нагрузки на валу осуществляется электромагнитным тормозом. Поэтому механическая мощность Р₂ задается через регистрируемый момент М, кгм, по шкале тормоза, Вт:

.

Частоту вращения ротора n в настоящей работе лучше всего рассчитать через частоту тока в обмотке ротора f₂, об/мин,

,

где Р = 3 – число пар полюсов обмотки статора; f₁ = 50 Гц – частота тока статора.

Частота тока ротора f₂ определяется числом полных колебаний n_к стрелки магнитоэлектрического прибора с нулем в середине шкалы, включенного в цепь ротора за 10÷15 секунд.

Тогда частота, Гц,

,

где t – время, в течение которого считалось число полных колебаний стрелки амперметра в секундах.

Коэффициент мощности cos  = .

Коэффициент полезного действия определится отношением механической мощности на валу Р₂ к электрической, подведенной к двигателю из сети Р₁,

где , здесь M – вращающий момент, кгм; n – частота вращения ротора, об/мин.

Примерный вид рабочих характеристик показан на рис 15.2.

Рис.15.2. Примерный вид рабочих характеристик

15.2. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией, способами пуска и нагрузки двигателя. Уяснить работу устройства для подъема щеток. Записать паспортные данные двигателя.

2. Ознакомиться с электроизмерительными приборами и записать их основные технические характеристики в таблицу приборов.

3. Собрать рабочую схему (рис. 15.3) и произвести пробный пуск. При пуске двигателя сопротивление пускового реостата должно быть полностью введено. Рукоятка подъема щеток находится в положении «пуск» (щетки опущены). После включения напряжения сопротивление пускового реостата плавно вывести до нуля.

4. Снять рабочие характеристики двигателя. Измерения произвести для 6–8 значений нагрузки, начиная от режима холостого хода и заканчивая режимом номинальной нагрузки. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 15.1 и по данным испытания построить рабочие характеристики.

~380

Рис. 15.3. Схема исследования асинхронного двигателя с фазным ротором

Таблица 15.1

Опытные и расчетные данные испытания двигателя

№ п/п	Измерено					Вычислено
	Uф, В	Iф, А	P1, Вт	nк	M, кгм	f2, Гц	P2, Вт	n2, об/мин	cosφ1, о. е.	η, о. е.
1 2 и т.д.

5. На основании испытаний и полученных рабочих характеристик сделать выводы по работе.

Рекомендуемая литература: [1, §19.2, 25.1; 2, §3.3, 3.14].