Лабораторная работа № 30 испытание двухскоростного асинхронного двигателя

Цель работы: ознакомление со способом регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором путем изменения числа пар полюсов р обмотки статора и снятие рабочих ха­рактеристик двигателя при двух значениях частоты вращения.

Содержание и порядок выполнения работы

Регулирование частоты вращения ротора путем изменения числа пар полюсов р применяется только для двигателей с короткозамкнутым ротором, так как в этом случае приходится делать переключения только в обмотке статора.

Изменить р можно двумя способами:

1. применением на статоре нескольких обмоток с различным числом пар полюсов р;

2. переключением катушечных групп одной и той же обмотки из одной схемы в другую.

Предложено много схем переключения числа пар полюсов, однако практическое применение получили только некоторые. Применение нескольких обмоток на статоре оказалось невыгодным, так как это занимает много места в пазах.

Переключение схемы обмотки статора обычно приводит к изменению числа пар полюсов р в два раза. Двигатели с изменением числа пар по­люсов называются многоскоростными. Они выпускаются на 2, 3 и 4 час­тоты вращения. Например, двигатель на 2 частоты вращения выполня­ется с одной обмоткой на статоре, где изменение р производится пере­ключением схемы. Трехскоростные двигатели выполняются с двумя об­мотками на статоре, из которых одна – с переключением р, другая – без переключения, у четырехскоростных двигателей переклю­чение р делается на обеих обмотках.

Так, можно изготовить двигатель на 4 частоты вращения с синхрон­ными частотами вращения 1500/1000/750/500 об/мин, у которого одна обмотка переключается на 2р = 4 и 8, а другая – на 2р = 6 и 12.

Многоскоростные двигатели применяются в металлорежущих и де­ревообрабатывающих станках, грузовых и пассажирских лифтах, для приводов вентиляторов и насосов и в ряде других случаев.

На рис. 30.1 представлена наиболее часто встречающаяся схема обмотки с переключением числа пар полюсов в отношении 2:1.

Рис. 30.1. Схемы переключения числа полюсов в отношении 2:1: а – «звезда» – «двойная звезда»; б – «треугольник» – «двойная звезда»

В схемах а мощности на валу двигателя соответст­венно равны:

; .

Таким образом,

Так как при переходе от схемы «звезда» к схеме «двойная звезда» число пар полюсов увели­чивается вдвое, мощность возрастает также вдвое, т. е. вращающий момент М остается неизменным, так как .

Если при изменении частоты вращения требуется, чтобы мощность двигателя оставалась неизменной, применяют схемы б.

В этих схемах, соответственно:

; .

Отсюда

.

Так как Р₁ ≈ Р₂, то при изменении числа пар полюсов можно считать, что полезная мощность двигателя остается постоянной, а момент М₂ изменяется в два раза.

В лабораторной работе предлагается испытать двухскоростной двигатель, у которого изменение числа пар полюсов производится по схеме (рис. 30.1).

Для испытания двигателя собирается схема (рис. 30.2). На схеме 1 включение приборов остается тем же, что и в схеме 2 только переключается обмотка статора двигателя.

Рис. 30.2. Схема испытания двухскоростного асинхронного двигателя

Загрузка двигателя производится электромагнитным тормозом. Вра­щающий момент двигателя М₂ определяется по шкале тормоза, кгм. Частота вращения ротора двигателя измеряется стробоскопическим та­хометром.

При обеих схемах включения двигателя требуется снять его рабочие характеристики. Для этого с помощью электромагнитного тормоза дви­гатель постепенно загружается, начиная с холостого хода и до номи­нальной нагрузки.

Показания приборов записываются табл. 30.1.

Таблица 30.1

Данные испытаний двухскоростного асинхронного двигателя

n1, об/мин	Измерено					Вычислено
	Р1, Вт	Iл1, А	Uл1, В	М2, кгм	n, об/мин	Р2, Вт	, о.е.	S, о.е.	сosφ1, о.е.
Схема 1 500
Схема 2 1000

Для определения вычисляемых величин используются следующие уравнения:

; ; ; ; ,

где n₁ – синхронная частота вращения, об/мин.

Для схемы 1 n₁ = 500 об/мин, для схемы 2 n₁ = 1000 об/мин.

По измеренным и вычисленным данным строятся характеристики: n, М₂, I_л1, cosφ₁, η, S = f(P₂).

По результатам исследований сделать выводы.

Рекомендуемая литература: [1, 2, 3, 5].