Електропостачання

– номінальна швидкість ротора, об/хв.

При введенні в кожну фазу кола ротора активного опору RRД величина критичного ковзання SКР зростає, а критичний момент не змінюється.

Розрізняють природну та штучні механічні характеристики.

Природна механічна характеристика – це характеристика, яку має двигун при номінальних параметрах мережі живлення і відсутності додаткового опору RRд в колі ротора.

Штучні механічні характеристики – це характеристики, які має двигун при параметрах, які відрізняються від номінальних і введенні в коло ротора додаткового опору RRД.

Механічні характеристики АД в різних режимах його роботи приведені на рис. 2.1.

Рисунок. 2.1 – Механічні характеристики асинхронного двигуна в різних режимах роботи

Існують різні режими роботи електродвигунів-робочий і

гальмівні. Гальмівні режими наступні: генераторне гальмування, гальмування противмиканням і електродинамічне гальмування.

Генераторне гальмування з віддачею енергії в мережу можливе тільки при обертанні ротора електродвигуна з швидкістю, вищою за синхронну. Цей спосіб має місце тоді, коли ротор електродвигуна під впливом зовнішнього зусилля починає обертатися з швидкістю, вищою за синхронну.

На рис. 2.1 показані характеристики для гальмівного режиму з віддачею електроенергії в мережу (квадрант ІІ).

Аналіз гальмівних характеристик цього режиму показує, що введення активного опору в ланцюг ротора призводить до зростання швидкості обертання ротора, тому швидкість генераторного гальмування, як правило, обмежена.

За допомогою цього режиму гальмування неможливо зупинити двигун до нуля. Можливо лише знизити швидкість до синхронної ω0.

Гальмування противмиканням полягає в тому, що асинхронний електродвигун включається на обертання протилежне тому, яке в даний момент має ротор, (за рахунок зміни фаз обмотки статора).

Гальмівний момент МГ, що створюється, знижує швидкість ротора двигуна, і, коли вона спаде до нуля (точка К) двигун повинен бути відключений від мережі, оскільки в іншому випадку він починає обертатися в протилежний бік, переходячи в режим із зворотним напрямом обертання (режим реверсу, рис 2.2). Цей режим гальмування застосовується і тоді, коли опускається вантаж на малій швидкості при включеному двигуні “на спуск” і коли в коло ротора вводиться великий опір. При цьому момент двигуна М стає меншим за М0 вантажу і двигун зупиняється в точці З, потім змінює напрям, коли врівноважуються (М=М0), вантаж опускається з малою швидкістю (точка Н, рис. 2.2).

Електродинамічне гальмування асинхронних машин має місце, коли обмотки статора вимикаються з трифазної мережі і під’єднюються до джерела постійного струму за однією із схем (рисунок. 2.3).

Рисунок 2.3 – Схеми з’єднань обмоток статора при електродинамічному гальмуванні асинхронного двигуна

При цьому в коло ротора введений активний опір . Внаслідок цього в обмотці статора утворюється нерухоме магнітне поле, яке збуджує в обмотках ротора, що обертається за інерцією, ЕРС постійного струму. Машина перетворюється в синхронний генератор з нерухомими магнітними полюсами. Взаємодія магнітного поля зі струмами в обмотках ротора утворює гальмівний момент, величина якого залежить від намагнічувального струму Ін (рис. 2.3), а також від величини активного опору ротора та швидкості.

Механічні характеристики при електродинамічному гальмуванні подані на рисунку 2.1 (квадрант ІІ).

2 ПРОГРАМА РОБОТИ

2.1Записати технічні дані машини, апаратів і контрольно-вимірювальних приладів.

2.2За технічними даними досліджуваного асинхронного електродвигуна з фазним ротором розрахувати і побудувати природну механічну характеристику у двигунному режимі.

2.3Зібрати схему дослідів.

2.4Дослідити природну механічну характеристику асинхронного двигуна з фазним ротором у двигунному і генераторному режимах.

2.5Дослідити штучні механічні характеристики у двигунному і гальмівному режимах при різних значеннях додаткових опорів RRД1 і RRД2.

2.6Дослідити механічні характеристики режиму електродинамічного гальмування при різних значеннях додаткового опору і постійного струму у статорній обмотці ІН1

іІН2.

3 ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ

Для дослідження механічних характеристик асинхронного двигуна з фазним ротором в різних режимах збирають схему, зображену на рис. 2.4. Схема досліджень містить досліджувальний асинхронний двигун М1 з додатковим регулювальним опором RRД. На одному валу з машиною М1 знаходиться машина М2 постійного струму незалежного

збудження, якір якої з’єднаний з якорем генератора навантаження М3. Якір приводиться в рух трифазним асинхронним двигуном з короткозамкнутим ротором М4. Електричні машини М2, М3 і М4 є допоміжним навантажувальним пристроєм і дають можливість зняти механічні характеристики асинхронного двигуна М1 у робочому і гальмівних режимах.

Регулювання струму в обмотці збудження генератора навантаження LM3 здійснюється за допомогою потенціомет-ра

RP.

Постійний струм для електродинамічного гальмування подається за допомогою автоматичного вимикача QF4.

Перемикач SA служить для підключення статора двигуна до мережі змінного або постійного струму (положення Д і Г).

Швидкість обертання досліджуваного двигуна вимірюється за допомогою тахогенератора M5 і тахометра Pω. Вольтметр PV1 і амперметр РА1 дозволяють визначити напругу якоря двигуна M2, струм навантаження і за їх показами непрямим методом розрахувати момент на валу асинхронного двигуна М1.

4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1Зібрати схему (рис. 2.4).

4.2Перевірити її разом з керівником роботи.

4.3Перед увімкненням автоматичних вимикачів

перевірити стан схеми: перемикачі SA і SA1 – вимкненні,

перевірити наявність струму в обмотці збудження двигуна навантаження M2 за амперметром РА4. Амперметр РА3 покаже нуль в колі збудження генератора навантаження LM3.

4.5Увімкнути автоматичні вимикачі QF2 і QF3, при цьому двигун M4 відразу отримує живлення.

4.6Поставити перемикач SA в положення Д. Отримують живлення обмотки статора двигуна M1.

4.7Вивести RRД до нуля (рукоятку реостата RRД oпустити вниз). При цьому швидкість електродвигуна зросте.

4.8 За допомогою потенціометра RP на вольтметрі РV0 встановити нуль.

Рисунок 2.4 – Схема установки для дослідження механічних характеристик асинхронного електродвигуна

для проведення досліджень

Знімання природної механічної характеристики

4.10Знімання механічної характеристики слід проводити, починаючи з генераторного гальмувального режиму, тобто коли швидкість двигуна ω>ω0; ω0=1000 об/хв.

4.11Для цього за допомогою потенціометра RP розганяють двигун до швидкості 1100-1200 об/хв. Записують в

таблицю 2.1 значення U, ω, ІЯ. Потім плавно зменшують струм якоря потенціометром RP (амперметр РА1), доводять

швидкість до ω=ω0, після цього переводять роботу привода у двигунний режим. У генераторному режимі ІЯ має знак “-”,

удвигунному – “+”.

4.12Зняти 2-3 точки генераторного режиму і 3-5 точок двигунного режиму до І=ІНОМ. Результати занести в таблицю 2.1.

4.13Встановити потенціометром RP струм по амперметру РА1, рівний нулю.

Знімання штучних механічних характеристик при RRД=RRД1; U=UНОМ

4.14Ввести додатковий опір RRД1.

4.15Xарактеристику слід знімати в послідовності, аналогічній попередній, починаючи з п. 4.11. Результати занести в таблицю 2.1.

4.16По закінченні потенціометром RP встановити нуль

на РА1.

Знімання штучної механічної характеристики при RRД=RRД2; U=UНОМ і гальмуванні противмиканням.

4.17Ввести додатковий опір RRД2.

4.18Подальше дослідження слід проводити починаючи

зп. 4.11.

4.19Зупинити двигун до нуля обертів.

4.20Змінивши полярність LM3 потенціометром RP, перевести двигун в режим гальмування противмиканням, тобто двигун починає обертатися в протилежний бік. У даному режимі зняти 4-5 точок, не перевищуючи швидкість за 940 об/хв. Результати занести в таблицю 2.1.

4.21 Зупинити двигун за допомогою потенцiометра RP .

Режим електродинамічного гальмування.

4.22Увімкнути автоматичний вимикач QF4.

4.23Перемикачем SA від’єднати статор від трифазної мережі і приєднати до постійного струму в положення “Г”.

4.24Реостатом RR1 встановити на амперметрі PА2 струм біля 6-10 А.

4.25За допомогою потенціометра RP зняти характеристику в режимі електродинамічного гальмування при

опорі в колі ротора RRд2. Зняти 5-6 точок, не перевищуючи швидкість 940 об/хв.

4.26Повторити даний дослід при різних значеннях І2 (амперметр РА2) та різних опорах RRД в колі ротора.

4.27Вимкнути автомати QF4, потім QF3,QF2 і QF1. Результати дослідів звести в таблицю 2.1.

.

Втрати потужності обмотці якоря (втрати в міді):