Avdeiko_Adamovich_Vershinin1

1.3. Составить принципиальную схему пуска в ход АД по заданию преподавателя для различных бригад:

−без тепловой и токовой защиты;

−с тепловой защитой;

−с токовой защитой;

−с тепловой, и токовой защитой.

1.4.Промаркировать участки силовой цепи и цепи управления заданной схемы и на отдельном листе нарисовать схему соединений (монтажную схему).

1.5.Собрать заданную схему, проверить запуск и выключение двигателя, а также работу защиты (если она задана).

Рис. Схема включения асинхронного двигателя с помощью магнитного пускателя, снабженного тепловой токовой защитой

2. Оформление отчета

2.1.Отчет должен содержать принципиальную схему включения и выключения АД с помощью магнитного пускателя с маркировкой всех участков цепи.

2.2.Подробно описать работу электрических аппаратов при включении и выключении двигателя, а также при аварийных режимах.

2.3.Монтажная схема должна быть представлена на отдельном листе.

Литература

Авдейко, В.П. Электростатика, электрические машины и аппараты: учеб.-метод. комплекс / В.П. Авдейко. – Новополоцк: ПГУ, 2009. – С. 84 – 85, 250 – 252.

251

Контрольное задание

Для включения однофазного асинхронного электродвигателя, потребляющего ток порядка 20 А, начинающий электрик собрал схему магнитного пускателя.

Какие ошибки допущены в принципиальной схеме и какие последствия они вызовут?

Объяснить электрическое состояние схемы в трех случаях: а) в исходном состоянии; б) при нажатии кнопки «Пуск»; в) при нажатии кнопки «Стоп». Во всех случаях определить те элементы электрических аппаратов, которые будут перегружены по току.

Рис. 8. Схемы для выполнения задания (см. также с. 253, 254)

252

Рис. 8. Схемы для выполнения задания (продолжение)

253

через 1/12 часть периода Т при прямом и обратном чередовании фаз. Данные варианта заданы таблицей.

Пример выполнения задания

Для варианта N = 29 α0 = 1500 и α1 = 1500 + 300 = 1800.

На рис. 2 показана волновая диаграмма токов в обмотках статора электродвигателя. В обмотке с выводами С1-С4 течет ток iа, С2-С5 – iв,

С3-С6 – ic.

Рис. 2. Волновая диаграмма токов в обмотках статора электродвигателя

Условимся положительный ток считать входящим в начало обмотки (обозначить крестиком), а отрицательный ток выходит из начало обмотки (точкой). Покажем токораспределение в обмотках статора (рис. 3) в мо-

256

мент времени t0 и t1 при прямом чередовании фаз (А-В-С) и обратном (С-В-А), когда фазы А и С и соответственно токи ia и ic меняются местами (обозначены в скобках).

В момент времени, соответствующий углу α = 1500 (см. рис. 2), ia > 0 (C1-C4•), iв > 0 (C2-C5•) и ic < 0 (C3•-C6). При таком токораспределе-

нии картина магнитного поля показана на рис. 3, а (направление магнитного потока на 11 ч).

Рис. 3. Токораспределение в обмотках статора в различные моменты времени

В момент времени, соответствующий углу α1 = 1800, ток iа = 0, iв > 0 (C2-C5•), ic < 0 (C3•-C5) ( см. рис. 3, б). Магнитный поток направлен на 12 ч, т.е. поле вращается по часовой стрелке. Если поменять фазы С и А, то ток iа станет током ic , а ток ic – током ia.

257

Аналогичным образом рисуем картину магнитного поля для моментов времени t0 и t1 (углы α0 и α1) для обратного чередования фаз (см. рис. 3, в, г). При этом поле поворачивается против часовой стрелки.

Таким образом, на конкретном примере показано, что для изменения направления вращения асинхронного двигателя достаточно поменять местами любые две фазы питающего напряжения.

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Цель работы: исследовать зависимости частоты вращения, потребляемой мощности, кпд и коэффициента мощности от механической нагрузки асинхронного двигателя (АД).

1. Порядок проведения работы

1.1.Собрать схему, изображенную на рис. 1. При этом и обмотки статора модели АД, и источник питания (вторичную обмотку трансформатора с фазным напряжением 21 В) соединить звездой. К этому же источнику питания с линейным напряжением 36 В (уточнить вольтметром) подсоединить треугольником три конденсатора емкостью по 20 мкФ. Амперметр должен измерять суммарный линейный ток и АД, и батареи конденсаторов.

Для создания механической нагрузки асинхронному двигателю вал АД жестко связан с валом модели синхронного генератора (СГ), обмотки статора которого, соединенные звездой, питают три лампочки, соединенные треугольником. Показания вольтметра, включенного на линейное напряжение СГ, пропорционально скорости вращения электрических машин.

1.2.Включить электродвигатель и после его разгона до скорости, соответствующей показанию вольтметра 12 В, измерить скорость ручным

тахометром. Определить коэффициент К = n/U, об /В. Ориентировочно мин

К = 105 об /В.

мин При определении коэффициента К учесть, что для маломощной мо-

дели двигателя тахометр будет представлять механическую нагрузку, в результате чего скорость и напряжение в конце измерения уменьшаются. По-

258

этому необходимо брать среднее значение напряжения до и после измерения. Оно будет несколько менее 12 В. Для более точного определения коэффициента К измерение выполнить 3 раза.

В дальнейшем скорость определять только по показанию вольтметра n = kU, об/мин.

Рис. 1. Схема для исследования рабочих характеристик модели АД

1.3. Отключить электродвигатель и замерить линейный ток батареи конденсаторов. Сравнить его с расчетным значением

1.4. Изменяя электрическую нагрузку генератора и тем самым изменяя механическую нагрузку АД от холостого хода (все лампочки отключены) до максимального значения (все три лампочки включены), снять показания приборов и внести в таблицу.

В каждом из четырех опытов для определения тока только в асинхронном двигателе необходимо провод C2 пересоеденить к другой клемме амперметра.

2. Обработка результатов измерений

2.1. Построить векторную диаграмму токов относительно фазного напряжения (рис. 2). Для этого отложить в произвольном направлении вектор фазного напряжения источника Uc. Вектор тока Ic будет опережать Uc на 900. Общий ток I = Iдв + Ic .

259

U = 37 B

Рис. 2. Векторная диаграмма линейных потоков

Следовательно, для определения направления векторов Iдв и I необходимо от конца вектора Ic радиусом, равным длине вектора Iдв, провести дугу, а от начала вектора Ic, радиусом, равным длине вектора I, сделать засечку на этой дуге. Точка пересечения дуг определит концы векторов тока Iдв и I. По векторной диаграмме определяется ϕдв и коэффициент мощности соs ϕдв .

Векторную диаграмму токов построить в маcштабе mI = 5 мА/мм. 2.2. Определить мощность Рэл, потребляемую АД из сети:

Рэл = 3UIдв cos ϕдв .

2.3.Определить скорость вращения двигателя при всех нагрузках, вероятную скорость вращения поля n0 и скольжение S в процентах.

2.4.Построить зависимости Iдв , n, Рэл, соs ϕдв и S в функции нагруз-

ки. По оси абсцисс откладывать вместо мощности на валу двигателя количество включенных ламп (0, 1, 2, 3), что в первом приближении пропорционально нагрузке. В рабочем диапазоне изменения параметров выбрать

мммм

260