LabWorks электротехника / Medic / MotorSinc

4

Лабораторна робота № 17

Тема: Дослiдження сiнхронного двигуна змiнного струму

Мета: Знайомство з будвою і особливостями роботи сінхронного двигуна.

Дослiдити вплив напруги і струму живлення на швидкiсть обертання ротору. Дослiдити вплив зсуву фаз додоткової обмотки збудження статора на напрямок обертання ротора двигуна.

Обладнання: Стенд з сiнхронного двигуна змiнного струму з постійним

магнiтом в якостi ротора, обладнаний понижуючим фрікціонним редуктором обертiв та регулятором напруги. Блок живлення змінного струму. Мультиметр, секундомер або годинник.

Загальні відомості

Сінхронний двигун складається з ротору, що уявляє з себе постійний магніт, або постійний електромагніт, та статора, обмотки котрого cтворють обертаючеся магнітне поле. Обертаючеся магнітне поле утворюється змінним струмом мережі живлення. Швидкість обертання магнітного поля n визначається частотою мережі f та кількістью пар полюсів ротора P:

n = f/P.

В икористана у стенді модель двигуна має дві незалежні обмотки статорів. Кожний із статорів має 8 пар полюсів. Схема взаємної орієнтації магнітних полів ротора і статора двигуна для певного моменту часу наведена на малюнку зліва.

Конструктивно статор виконано у вигляді соленоїдальної котушки розміщеної у сталевому ціліндричному коробі з внутрішніми пелюстками, які і утворюють полюси статора. Будову статора показано на правому малюнку.

На нижньому малюнку наведено електричну схему стенда.

На схемі наведено позначення наступних елементів:

• точки під’єднання зовнішнього джерела живлення змінного струму ~E;

• обмотки статора S₁, S₂;

• змінний опір VR, за допомогою якого можна змінювати напругу і струм двигуна;

• опір R_i=1Ω для виміру струму двигуна; фазозсуваюча ємність C;

• перемикач SW на три положення (“I”, “0”, “II”) для комутації полярності струму обмотки статора S₂ відносно струму обмотки S₁. У “0”-положенні перемикача обмотку S₂ від’єднано від мережі живлення.

Вимірюючі напругу між точками:

• 1-2 можна визначити струм двигуна I;

• 2-3 – напругу основної обмотки двигуна U₁;

• 2-4 - напругу пускової обмотки двигуна U₂;

• 3-4 - напругу на фазозсуваючій ємності U_С.

План роботи

1. Дослідження напрямку обертання ротору двигуна без пускової обмотки.

1. Від’єнати пускову обмотку S₂, виставиши перемикач SW у середнє “0”-положення.

2. Вивести змінний опір VR у крайнє праве положення (за годинниковою стрілкою).

3. Відхилити корпус двигуна вліво, так щоб вал двигуна був вільним.

4. Під’єднати блок живлення.

5. Для контролю напрямку обертання ротора двигуна покласти вал ротора на фрікційний ролик. Занотувати напрямок обертання ротора.

6. Відхиливши корпус двигуна вліво спробуйте пальцями руки змінити напрямок обертання ротора двигуна. Якщо це не вдається, зменшіть струм двигуна змінним опором VR.

7. Зробіть висновок: Від яких факторів залежить напрямок обертання сінхронного двигуна без пускової обмотки?

2. Дослідження швидкості обертання двигуна від напруги живлення без пускової обмотки.

1. Занотувати значення діаметрів валу ротора D_V і діаметру фрікційного ролику D_R.

DV=

DR=

K=

Розрахувати передаточне співвідношення редуктора K= D_R/D_V.

2. Від’єнати пускову обмотку S₂, виставиши перемикач SW у середнє “0”-положення.

3. Вивести змінний опір VR у крайнє праве положення (за годинниковою стрілкою).

4. Покласти вал ротора на фрікційний ролик.

5. Під’єднати блок живлення.

6. Виміряти швидкість обертання n і струм живлення I в залежності від напруги живлення U₁ від максимального до мінимального значення. Результати занести в таблицю 1.

1. Виставити і виміряти напругу U₁ між токами 2-3.

2. Виміряти падіння напруги U_I на еталонному опорі R_I між точками 1-2.

3. Підрахувати кількість обертів N фрікційного ролика за певний час t. Кількість обертів повинна бути не менше 10.

Таблиця000000000000000000000000000000000000000000000 1

U1, V
UI, V
t, сек.
N, оберти
I, A
n, об./сек

7. Навести формулу для розрахунку швидкості обертання валу статора n за значеннями N, t і передаточного співвідношення редуктора K

n=

8. Навести формулу розрахунку струму I за напругою U_I між контрольними гнiздами 1-2

I =

9. Розрахувати струм I і швидкість обертання статора n. Результати занести до таблиці 1.

10. Побудувати залежність швидкості обертання n і струму I від напруги живлення U₁.

Залежність швидкості обертання n і струму I від напруги живлення U.

3. Дослідження напрямку обертання ротору двигуна з пускової обмоткою.

1. Під’єнати пускову обмотку S₂, виставиши перемикач SW у “I”-положення.

2. Вивести змінний опір VR у крайнє праве положення (за годинниковою стрілкою).

3. Під’єднати блок живлення.

4. Для контролю напрямку обертання ротора двигуна покласти вал ротора на фрікційний ролик. Занотувати напрямок обертання ротора у таблицю 2.

5. Відхиливши корпус двигуна вліво спробуйте пальцями руки змінити напрямок обертання ротора двигуна на протилежний.

6. Перемкніть перемикач SW у “II”-положення.

7. Занотувати напрямок обертання ротора у таблицю 2.

8. Відхиливши корпус двигуна вліво спробуйте пальцями руки змінити напрямок обертання ротора двигуна на протилежний.

Таблиця 2

Положення перемикача SW	“I”	“II”
Напрямок обертання ролика

9. Зробіть висновок: Від яких факторів залежить напрямок обертання сінхронного двигуна з пусковою обмоткою?

10. Виміряйте напруги на обмотках статора S₁, S2 і ємності C для максимальної напруги живлення. Результати вимірів занотуйте у таблицю 3.

Таблиця 3

U1, V	U2, V	UC, V

11. За допомогою циркуля побудуйте векторну діаграму напруг на обмотках статора S1, S2 і ємності C.

12. Виконайте оцінку зсуву фаз φ струму між основною обмоткою і пусковою обмоткою.

φ=