Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитись з теоретичною частиною.

2. Скласти схеми вказані викладачем.

3. Представити складену схему на перевірку викладачу.

4. Перевірити роботу схеми.

5. Зняти осцилограми швидкості та струму.

6. Скласти звіт.

7. Захистити лабораторну роботу.

Зміст звіту

1. Номер роботи.

2. Тему роботи.

3. Мету роботи.

4. Послідовність виконання роботи.

5. Короткий опис загальних відомостей.

6. Схеми.

7. Осцилограми швидкості та струму.

8. Висновки по роботі.

Питання для самоконтролю

1. Для чого використовують багатошвидкісні двигуни?

2. Поясніть принцип роботи схеми безступінчастого керування трифазним асинхронним електродвигуном.

Лабораторна робота №14

ЕНЕРГЕТИКА ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ

ДВОШВИДКІСНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГУНА

Мета роботи

Вивчити методику ступінчатого регулювання частоти обертання приводу переключенням числа пар полюсів. Основну увагу слід звернути на вивчення енергетики перехідних процесів під час пуску та гальмуванні приводу.

Тривалість заняття

Тривалість лабораторної роботи 4 години.

Обладнання, матеріали та інструменти

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором, кнопки керування, магнітні пускачі, контактори, провідники, реостати, вимірювальні прилади, реле часу.

Місце проведення заняття

Лабораторна робота проводиться в лабораторії електроприводу 7м^а.

Методичні поради

Синхронна частота обертання ω₀магнітного поля статора залежить від частоти джерела і пар полюсівpобмотки статора двигуна

(14.1)

В електроприводах, які не вимагають плавного регулювання частоти обертання, використовуються багатошвидкісні асинхронні короткозамкнуті двигуни, частота обертання яких регулюється зміною числа пар полюсів.

Кожна обмотка статора двохшвидкісного асинхронного двигуна виконується зазвичай з двох однакових частин, які при перемиканні з'єднуються послідовно (більше число полюсів) або паралельно (менше число полюсів). В три і чотиришвидкісних двигунах, як правило, вкладені в пази статора дві незалежні обмотки. В чотиришвидкісних двигунах кожна обмотка перемикається на два різних числа пар полюсів.

Найбільш широко в двошвидкісних двигунах застосовується перемикання обмотки з одинарної зірки на подвійну зірку (регулювання з постійним моментом) або з трикутника на подвійну зірку (регулювання з постійною потужністю).

Рис. 14.1. Приблизний графік втрат потужності увімкнення двохшвидкісного двигуна.

Багатошвидкісні приводи дозволяють методом ступінчатого пуску, гальмування та реверсування значно зменшити втрати потужності в двигунах.

Втрати енергії під час пуску, визначаються:

,

де: втрати енергії в міді статора;

 втрати енергії в міді ротора;

 втрати енергії в сталі двигуна;

 механічні втрати енергії.

Втрати енергії в міді статора можуть бути визначені за допомогою осцилограми перехідного процесу:

, (14.2)

де I₁  біжуче значення фазового струму статора;

r₁ активний опір фази статора;

t_n час пуску двигуна (під час гальмування - час гальмування).

Для практичних розрахунків по осцилограмі I₁ = f(t) будується залежністьI²₁ = f(t) далі, розраховується площина, обмежена кривоюI²₁ = f(t) і віссю абсцис. Враховуючи масштаби струму і часу, визначаємо втрати енергії за формулою:A

, (14.3)

де S_n площина,обмежена кривоюI²₁ = f(t) і віссю абсцис;

μ_i, μ_tвідповідно масштаби струму і часу.

Втрати енергії в роторі під час пуску без навантаження двигуна визначаються за формулою:

, (14.4)

Втрати потужності в сталі і механічні втрати визначаються дослідним шляхом або повинні бути задані.

Втрати енергії в двигуні за час гальмування визначаються аналогічно, як при пуску. Необхідно лише врахувати, що втрати енергії в роторі під час гальмування противмиканням від частоти обертання ω₁до нуля визначаються за формулою:

, (14.5)

а від частоти обертання

, (14.6)

Коли гальмування відбувається в дві ступені втрати енергії в міді ротора визначаються за формулою:

, (14.7)

Розрахунки показують, що втрати енергії в двигуні під час ступінчатого пуску і гальмування значно менші, ніж при прямому пуску.

Експеримент рекомендується виконувати в такій послідовності. Попередньо перевірити злагодженість роботи схеми. З’єднавши обмотку двигуна трикутником частота його обертання повинна досягнути 0,5 ω₀, а з’єднавши подвійною зіркою ω₀.

Схема експериментальної установки показана на рис. 14.1.

Вказана схема дозволяє за допомогою кнопок керування SB1іSВ2та магнітних пускачівКМ₁іКМ₂запускати та реверсувати двигун. Вмикання обмотки в трикутник та перемикання на подвійну зірку виконується за допомогою по досягненню двигуном частоти обертання 0,5ω₀ реле часуКТта магнітних пускачівКМ₃, КМ₄, КМ₅.

Натиском кнопки «Стоп» SB двигун переводяться з режиму двигуна в режим динамічного гальмування за допомогою магнітного пускача KM₆. Час гальмування визначається довгочасністю натиску кнопки стопSB. Струм в фазах двигуна контролюється за допомогою амперметра А, а напруга лінійнавольтметромV.

Рис. 14.1. Дослідна схема лабораторної установки