Вятский Государственный Гуманитарный Университет

Кафедра физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

«Включение трехфазного асинхронного

двигателя в однофазную сеть»

Работу выполнил:

Студент группы Ф-32

Пацкан Василий

Проверил:

Мултановский В.В.

Киров 2007

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить возможность использования трехфазного асинхронного двигателя в однофазной цепи. Ознакомиться с практическими схемами включения трехфазного двигателя в однофазную цепь и методами расчета пусковой и рабочей емкостей. Практически осуществить включение и запуск двигателя.

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, две батареи конденсаторов, проволочный реостат, контрольная лампа.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1

1. б)

. Записать паспортные данные используемого двигателя и разобрать возможные схемы включения его в однофазную сеть.

2. Начертить и объяснить принцип работы следующих практических схем включения трехфазного двигателя в однофазную цепь (согласно рис. а, б).

3. Определить номинальный ток I_Н и номинальное напряжение U_Н и выполнить расчет рабочей и пусковой емкости двигателя для приведенных выше схем включения.

Применительно к рассмотренным схемам конденсаторного включения асинхронного двигателя при частоте переменного тока 50 Гц нужно воспользоваться следующими соотношениями:

Для схемы а

Для схемы б

где C_р.н. - рабочая емкость для номинальной нагрузки в мкФ,

I_H - номинальный ток двигателя, А,

U_H - номинальное напряжение, в сети, В.

Для получения пускового момента, близкому к номинальному значению, достаточно для всех указанных случаев включения иметь пусковую емкость, определяемую соотношением: C_П = (2,5— 3) С_р.н..

Если двигатель включен по способу “звезда”:

Пусковой ток двигателя: I­_п=1,2А

Номинальный ток двигателя: I­_н=0,25А

Рабочая емкость для номинальной нагрузки:

С_н=2800(0,5/220)=6,36 мкФ

С_п=(2,5-3)С_н=19 мкФ

Если двигатель включен по способу “треугольник”:

Пусковой ток двигателя: I­_п=2,2А

Номинальный ток двигателя: I­_н=0,5А

Рабочая емкость для номинальной нагрузки:

С_н=4800(0,5/220)=10,9 мкФ

С_п=(2,5-3)С_н=32,7 мкФ

4. Собрать электрические цепи по приведенным выше схемам, включив рабочую и пусковую емкости, величины которых ранее были рассчитаны и произнести запуск асинхронного двигателя. Сравнить разные варианты схем конденсаторного включения двигателя и сделать вывод.

Вывод: при включении пусковой емкости в цепь, наблюдается быстрый пуск двигателя и высокая частота вращения ротора двигателя.

При включении рабочей емкости, наблюдается снижение скорости вращения ротора двигателя.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Асинхронный трехфазный двигатель, его устройство и принцип действия.

Трехфазный асинхронная машина состоит из двух главных частей:

а) Статор. Представляет собой полый цилиндр, собранный из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. В пазах на внутренней стороне статора размещаются три фазные обмотки. Фазные обмотки соединяются между собой звездой или треугольником и подключаются к трехфазной сети. Токи в фазных обмотках возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора с числом пар полюсов p, равным числу катушечных групп в одной обмотке. Это достигается взаимным расположением фазных обмоток, при котором их катушечные группы сдвинуты по окружности статора относительно катушечных групп соседней фазной обмотки на угол 120⁰.

б) Ротор. Представляет собой цилиндрический сердечник, собранный из пластин электротехнической стали. Сердечник ротора насажен на вал, закрепленный в подшипниках.

Р

Рисунок 1.

ассмотрим принцип действия асинхронного трехфазного электрического двигателя. При вращении магнита (рис. 1) в направлении, указанном стрелками, короткозамкнутый виток аб (показан в разрезе) пересекается магнитным потоком. В витке возбуждается индукционный ток, направление которого определяют по правилу правой руки (учитывается относительное движение витка). В результате взаимодействия индукционного тока и магнитного поля вращающегося магнита возникает пара сил F₁ и F₂ (их направление определяют по правилу левой руки), приводящая виток во вращение. Вращается виток в том же направлении, что и магнитное поле, но со скоростью, меньшей скорости вращения магнитного поля (иначе магнитный поток, пересекающий виток, не был бы переменным, и в витке не возникал бы индукционный ток). Поэтому вращение витка относительно поля является асинхронным.

В асинхронном трехфазном двигателе вращающееся магнитное поле создается в результате прохождения тока по трем фазам обмотки статора, расположенным под углом 120⁰ по отношению друг к другу.

2. Нарисовать схему включения и запуска однофазного асинхронного двигателя.

Для пуска в ход однофазного двигателя применяют специальную пусковую обмотку (по), располагаемую под углом 90⁰ к рабочей (РО). Последовательно с пусковой обмоткой включают конденсатор С. Пусковая обмотка включается только при пуске. Благодаря ей в двигателе образуется вращающийся магнитный поток и появляется вращающийся момент М, причем пусковой момент М_п>0.

3. Принцип работы трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть.

Трехфазный асинхронный двигатель может оказаться в однофазном режиме при обрыве одной из линий. Если это происходит до пуска двигателя в ход, то двигатель с места не тронется и будет слышно лишь гудение. Если обрыв происходит при работе двигателя, то двигатель продолжает вращаться. При тяжелых условиях работы может оказаться, что максимальное значение вращающего момента в однофазном режиме меньше тормозного момента. В этом случае двигатель остановится.

4. Объяснить работу электрических схем конденсаторного включения трехфазного асинхронного двигателя.

Если емкость конденсатора подобрана так, что круговое магнитное поле создается при пуске двигателя, то при номинальной нагрузке изменение тока второй обмотки вызовет изменение напряженя на конденсятое, следовательно, и напржения на второй обмотке по значению и фазе.

5. Назначение и роль рабочей и пусковой емкостей в схемах запуска трехфазного двигателя.

При подключении пусковой емкости пусковой момент становится достаточным чтобы запустить двигатель. При этом наблюдается высокая скорость вращения.

При подключении рабочей емкости пусковой момент становится достаточным чтобы продолжить вращение ротора двигателя с достаточным коэффициентом мощности. При этом наблюдается равномерная скорость вращения.