![](/user_photo/_userpic.png)
Практична робота №4 асинхронні машини
1. Короткі теоретичні відомості
Асинхронною називається машина змінного струму у якої тільки одна первинна обмотка вмикається до електричної мережі а друга вторинна обмотка замикається накоротко або на електричні опори. Асинхронні машини (АМ) принципово можуть бути генераторами або двигунами, але в основному АМ використовуються в якості двигунів, які порівняно з іншими типами електричних двигунів простіші, надійніші та мають більш високий коефіцієнт корисної дії (ККД). В залежності від конструкції ротора асинхронні двигуни (АД) поділяють на два типи: з короткозамкненим та з фазним ротором.
Найбільш
поширеними в використанні є трифазні
АД, в яких первинна обмотка статора
виконується трифазною та створює
обертове магнітне поле. Частота обертання
поля
залежить від кількості пар полюсів р
АМ та частоти стуму мережі f1:
.
Ротор
АМ обертається асинхронно, тобто зі
швидкістю
,
що відрізняється від
.
Відносна різниця між частотами обертання
поля та ротора називається ковзанням
.
Діючі
значення електрорушійної сили, які
наводяться в фазах обмотки статора
,
нерухомого ротора
та ротора, який обертається
відповідно визначаються виразами:
;
,
де
–
кількість витків обмоток статора та
ротора;
–
амплітудне значення магнітного потоку,
–
обмотковий коефіцієнт;
–
частота струму ротора, який обертається.
Відношення ЕРС обмоток називається коефіцієнтом трансформації АМ
.
Обертовий
момент на валу АД пов’язаний з корисною
механічною потужністю
на валу співвідношенням
.
Потужність
,
яка споживається АД з мережі визначається
виразом
,
де
,
–
відповідно лінійні значення напруги
та струму;
–
коефіцієнт потужності.
Струми в нерухомому роторі та в роторі, який обертається визначають зі співвідношень:
;
,
де
–
активний опір обмотки ротора;
– індуктивний опір нерухомого ротора;
– індуктивний опір ротора, який
обертається.
ККД АД визначається відношенням механічної потужності на валу до потужності
,
де
–
сумарні втрати, які складаються з
електричних втрат в обмотках статора
та ротора, магнітних втрат, механічних
та додаткових втрат.
Електромагнітна потужність
,
де
–
електромагнітний момент;
–
кутова швидкість обертання.
Число
пазів
в обмотці статора
,
де
–
число пазів, які приходяться на полюс
і фазу;
–
кількість фаз обмотки.
2. Приклади рішення типових задач
Приклад 2.1
Трифазний
АД з короткозамкненим ротором має
номінальні данні: корисну потужність
Рном2
= 11 кВт; напругу Uном
= 380 В; частота обертання ротора
об/хв.;
ККД ном
= 0,86; коефіцієнт потужності
=
0,83. Частота струму в мережі f1=50
Гц. Визначити наступні величини:
потужність Р1,
яка споживається двигуном; номінальний
момент Мном;
струм обмотки статора
;
ковзання s;
частоту струму в роторі f2s;
сумарні втрати Р.
Рішення.
Потужність, яка споживається двигуном з мережі
кВт.
Номінальний момент двигуна
Нм.
Струм фази обмотки статора
А.
Визначається ковзання
.
Сумарні втрати потужності визначаються за співвідношенням
Р
=
кВт.
Визначається частота струму в роторі
f2s = f1s = 500,025 = 1,25 Гц.
Приклад 2.2
Кожна
з фаз обмотки статора трифазного АД з
фазним ротором має
=
150
витків і обмотковий коефіцієнт
.
Амплітуда магнітного потоку
=
0,006 Вб. Частота струму мережі f1=50
Гц. Активний опір фази обмотки ротора
=
0,4 Ом, індуктивний опір фази нерухомого
ротора
=
4,2 Ом. При обертанні ротора з частотою
об/хв.
в фазі ротора наводиться ЕРС
=
10 В. Визначити: ЕРС
в фазі обмотки статора; ЕРС
в фазі обмотки нерухомого ротора; струм
в фазі ротора при нормальної роботі І2
та в момент пуску І2п.
Рішення.
Визначається ЕРС в фазі статора
В.
Визначається ковзання
.
ЕРС в
фазі нерухомого ротора визначаємо зі
співвідношення
,
В.
Струм в фазі ротора в момент пуску
А.
Визначається індуктивний опір ротора, який обертається
Ом.
Струм в фазі ротора, який обертається
А.