4. Порядок выполнения работы

1. выполнить пробный пуск двигателя плавным поворотом по часовой стрелке

рукоятки потенциометра RP, затем остановить двигатель;

2. потенциометром RPпоочерёдно установить частоты вращенияn= 500, 1000 и

1300 об/мин, каждый раз внося показания электроизмерительных приборов в таблицу 1.

Таблица 1.

Показания электроизмерительных приборов

Параметры	n= 500 об/мин	n= 1000 об/мин	n= 1300 об/мин
Ток управления тиристора VS1, мА
Ток управления тиристора VS2, мА
Ток якоря, А
Напряжение на якоре, В

5. Оформление отчёта

1. внести в отчёт принципиальную схему, таблицу 1 и данные приборов и двигате-

ля;

2. уметь объяснить работу схемы в целом и её отдельных узлов – ФМВ, УВ;

1. ответить на вопросы:

.1. какой способ регулирования скорости использован в работе?

.2. по какой цепи протекает ток управления тиристора VS2? Ток якоря двигателя при открытом тиристореVS2?

.3. как и почему изменяется скорость двигателя при увеличении сопротивления потенциометра RP? Приведите векторную диаграмму и графики напряжений;

4. какой ток протекает через обмотку якоря ( назвать род тока )? Почему?

5. при работе двигателя внезапно его частота вращения уменьшилась в 2 раза. Како

ва вероятная причина этого? Как при этом изменятся показания электроизмерительных приборов, перечисленные в таблице 1?

6. каковы достоинства полупроводниковых приборов по сравнению с контактными аппаратами управления?

7. какие виды защитных устройств применяются в данной работе?

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная

3.5 Лабораторная работа №5. «Исследование режимов работы асинхронного двигателя с фазным ротором»

Цель работы- изучить основные режимы работы асинхронного двигателя с фазным ротором:

1. пуск и остановку;

2. регулирование скорости;

3. электрическое торможение.

1. Основные сведения

Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются в регулируемых судовых

электроприводах, например, в электроприводах грузоподъёмных и якорно-швартовных устройствах. Эти устройства могут иметь от 3-х до 6-ти скоростей.

По сравнению с короткозамкнутыми асинхронные двигатели с фазным ротором имеют 2 преимущества:

1. меньшие пусковые токи;

2. увеличенные пусковые моменты.

Однако асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложное устройст-

во и нуждаются в пусковом или пуско-регулировочном реостате.

Обмотки статора асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором устроены одинаково.

Обмотка ротора двигателя с фазным ротором выполняется медным проводом и сое

диняется «звездой». Выводы «звезды» Р1, Р2 и Р3 присоединены к 3-м кольцам на валу ротора. Кольца изолированы от вала и друг от друга. На кольца установлены щётки, обеспечивающие скользящий контакт между вращающейся обмоткой ротора и пусковыми

( пуско-регулировочными ) резисторами.

В данной лабораторной работе исследуются режимы работы 3-фазного асинхронно

го двигателя типа АК 51/4 с такими номинальными данными:

1. линейное напряжение U= 220/380 В;

6. линейные токи I= 11,5/6,7 А ;

7. мощность Р= 2,8 кВт ( на валу );

8. чаcтота вращенияn= 1370 об/мин;

9. коэффициент полезного действия η = 78%;

10. коэффициент мощности cosφ= 0,82;

11. линейное напряжение ротора U= 84 В;

12. линейный ток ротора I= 22,5 А.

2. Основные элементы схемы

К основным элементам схемы относятся:

КМ1 – первый линейный контактор, предназначен для подачи напряжения на лабо

раторную работу;

РV– вольтметр, для измерения линейного напряжения сети;

SB1 – кнопка «Пуск» для включения контактора КМ1;

SB2 - кнопка «Стоп» для отключения контактора КМ1;

НL– лампа сигнальная «Питание подано на схему»;

КМ2 – второй линейный контактор, предназначен для подачи напряжения непосред

ственно на обмотку статора двигателя;

SB3 – кнопка «Пуск» для включения контактора КМ2;

SB4 – двухполюсная кнопка «Стоп», для получения режима динамического тормо

жения;

SB5 – двухполюсная кнопка «Стоп», для получения режима 1-фазного торможения;

КТ1 – реле времени, для задержки перехода с 1-й скорости на 2-ю;

КМ4 – контактор 2-й скорости;

КТ2 – реле времени, для задержки перехода со 2-й скорости на 3-ю;

КМ5 - контактор 3-й скорости;

НZ– лампа цифровая индикаторная, для сигнализации о режиме работы двигателя,

имеет 4 состояния : «0», «1», «2» и «3»;

UZ– выпрямительный мостик для питания цепей цифровой лампы;

КК1, КК2 – тепловые реле, для защиты двигателя от токов перегрузки;

РА1 – амперметр переменного тока, для измерения тока статора двигателя при нормальной работе;

РА2 – амперметр постоянного тока, для измерения тока статора двигателя при динамическом торможении;

R- тормозной резистор динамического торможения;

R- первая ступень пускового резистора;

R- вторая ступень пускового резистора;

BR– датчик частоты вращения ( тахометр );

Рn– указатель частоты вращения ( приёмник ).

3. Описание работы схемы

1. Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе нажимают кнопку SB1 «Пуск», включается первый

линейный контактор КМ1. Его главные контакты КМ1:1…КМ1:3 замыкаются, подавая питание на схему. Одновременно замыкается вспомогательный контакт КМ1:4, шунтирую

щий кнопку SB1 «Пуск», после чего её можно отпустить.

Загорается сигнальная лампа НL«Питание подано на схему». Также через выпрями

тельный мостик UZи размыкающий контакт КМ2:6 питание поступает на диод 10 цифро-

вой индикаторной лампы НZ, засвечивается цифра «0».

Схема готова к работе.

Таким образом, в исходном состоянии включены контактор КМ1, вольтметр РV,

две лампы: сигнальная HLи цифровая НZ.

2. Пуск двигателя в ход

Пуск двигателя автоматизирован в функции времени при помощи электромехани-

ческих реле КТ1 и КТ2.

При нажатии кнопки SB3 «Пуск» включается линейный контактор КМ2, который замыкает свои главные контакты КМ2:1…КМ2:3, подавая питание на обмотку статора, и

вспомогательный КМ2:5, включая реле времени КТ1.

Двигатель включается в сеть, имея в обмотке ротора обе ступени пускового резисто

ра ( точка А на искусственной механической характеристике 1 ) и начинает разгоняться на 1-й скорости ( участок АВ характеристики ).

По истечении выдержки времени, реле КТ1 замыкает свой контакт КТ1:1 в цепи катушки контактора 2-й скорости КМ4, Контактор включается, замыкает свои главные контакты КМ4:1…КМ4:2, шунтируя первую ступень Rпускового резистора , двигатель переходит на 2-ю скорость ( из точки В в точку С на искусственной характеристике 2 ) и

продолжает разгоняться ( участок СDхарактеристики 2 ).

Одновременно КМ4 замыкает вспомогательный контакт КМ4:3, включая второе реле времени КТ2. По истечении выдержки времени, реле КТ2 замыкает свой контакт КТ2:1 в цепи катушки контактора 2-й скорости КМ5. Контактор включается, замыкает контакты КМ5:1 …КМ5:2, шунтируя вторую ступень Rпускового резистора. Двигатель переходит на естественную характеристику 3 ( из точкиDв точку Е ) и разгоняется до номинальной скорости ( точкаF). На этом пуск закончен.

Процесс пуска контролируется при помощи цифровой лампы НZ, на дисплее кото-

рой при пуске поочерёдно загораются цифры «1», 2»» и «3».

3. Остановка двигателя. Динамическое торможение

Схема управления предусматривает 2 способа остановки двигателя:

1. без динамического торможения;

2. с динамическим торможением.

В первом случаенажимают кнопкуSB2 «Стоп», при этом отключается контактор

КМ1. Двигатель отключается от сети и останавливается.

Во втором случаенажимают кнопкуSB4 «Стоп». КонтактSB4:1 размыкается, от-

ключая линейный контактор КМ2, а контакт SB4:2 замыкается, включая контактор дина

мического торможения КМ3. Контакты КМ3:1, КМ3:2 замыкаются, подавая постоянный ток напряжением 220 В В обмотку статора через токоограничивающий резистор R

( переход из точки Fв точку Н на тормозной механической характеристике 5 ). Двигатель

тормозится и останавливается ( траектория Н – J- 0 ).

Поскольку процесс торможения не автоматизирован, надо отпустить кнопку SB4

при полной остановке двигателя ( контроль остановки – по указателю частоты вращения

Рn). При этом контактор КМ3 отключается, снимая напряжение 220 В с обмотки статора.

Если кнопку SB4 удерживать нажатой после остановки, обмотка статора сго-

рит.

4. Однофазное торможение

Для однофазного торможения нажимают кнопку SB5 «Стоп», контактыSB5:1 и

SB5:2 размыкаются.

При размыкании контакта SB5:1 левый проводL1 сети отключается от обмотки статора. Тем самым двигатель переводится в режим однофазного торможения.

При размыкании контакта SB5:2 отключается реле времени КТ1, что вызывает

отключение контактора КМ4, реле времени КТ2 и контактора КМ5. В результате в цепь фазного ротора вводятся пусковые резисторы RиR, которые в данном случае играют роль тормозных и ограничивают ток ротора.

Двигатель переходит из точки Fв точку К и тормозится по траектории К –L– 0 до

точки 0.

Продолжение переходного процесса зависит от характера статического момента.

При реактивном статическом моменте ( насос, вентилятор ) переходный процесс закончится в точке 0, двигатель остановится и будет стоять под током, пока не отпустят кнопку SB5.

При активном статическом моменте ( грузовая лебёдка, брашпиль ) двигатель после прихода в точку 0 реверсирует под действием силы тяжести и разгонится до точки М, в которой наступит установившийся режим спуска груза с постоянной скоростью.

В данной лабораторной работе статический момент – реактивный, поэтому надо отпустить кнопку SB4 при полной остановке двигателя ( контроль остановки – по указате

лю частоты вращения Рn).

Если кнопку SB5 удерживать нажатой после остановки, обмотка статора сгорит.