ЭМА Метода по ЛБ / 2часть-30.05

для двигателя с 2р=2 с соединением обмотки статора по схеме

двойная звезда.

При построении круговых диаграмм следует воспользоваться рекомендациями к лабораторной работе «Исследование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором».

Разбивают дугу НС круговой диаграммы, соответствующую двигательному режиму на 8 10 частей так, чтобы в деление вошли точки Н

(s 0, M2 0); D (s sН , M МН ) ; F(s sкр , M Мm) и C(s 1,

M Мп ). Для каждой точки на дуге НС определяют соответствующие величины и заполняют табл. 3.2.3.

На основании табл. 3.2.3 строят пусковые характеристики M f (s), I f (s), определяют пусковые свойства, перегрузочную способность и энергетические показатели.

Схема соединения фаз обмотки статора – звезда - звезда

Число полюсов 2р = 2

1÷10

Одноименные характеристики для машин с разными числами полюсов размещают в одних координатных осях

3.2.7. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

При анализе результатов исследований следует обратить внимание не только на то, что при переключении с треугольника на схему двойная звезда момент пусковой уменьшился почти в 2 раза, а частота вращения возросла примерно в 2 раза, но и на относительное изменение пусковых и максимальных моментов по отношению к их номинальным значениям. Следует найти причину этому и объяснить её. Необходимо сравнить энергетические показатели cos и номинальных режимов и объяснить их различие при переходе от одной частоты вращения к другой.

66

3.2.8.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

3.2.8.1.Укажите способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3.2.8.2.Поясните способы ступенчатого регулирования частоты

вращения.

3.2.8.3.В чём конструктивные особенности многоскоростного асинхронного двигателя.

3.2.8.4.В каких случаях, и при каких схемах включения фаз обмотки статора осуществляется ступенчатое регулирование частоты вращения при постоянной механической мощности?

3.2.8.5.В каких случаях, и при каких схемах включения фаз обмотки статора осуществляется ступенчатое регулирование частоты вращения асинхронных двигателей при постоянном моменте?

3.2.8.6.Какие данные необходимы для построения круговой диа-

граммы?

3.2.8.7.Поясните последовательность действий при проведении опыта холостого хода.

3.2.8.8.Поясните последовательность действий при проведении опыта короткого замыкания.

3.2.9.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

3.2.9.1.Для каких целей строят круговую диаграмму?

3.2.9.2.Как определяются пусковые свойства двигателя по круговой диаграмме.

3.2.9.3.Как по круговой диаграмме определить максимальный КПД

двигателя?

3.2.9.4.Как по круговой диаграмме определить максимальный электромагнитный момент, развиваемый двигателем?

3.2.9.5.Как по круговой диаграмме определить перегрузочную способностьдвигателя?

3.2.9.6.Как по круговой диаграмме определить при каком скольжении двигатель потеряет устойчивость работы под нагрузкой?

3.2.9.7.Почему в асинхронных двигателях с полюсопереключаемой обмоткой изменяются КПД и коэффициент мощности при ступенчатом переходе с одной частоты вращения на другую?

3.2.9.8.Как по круговой диаграмме определить коэффициент мощности асинхронного двигателя?

67

3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

3.3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором, приобрести практические навыки пуска двигателя с применением пускового реостата и провести опыты холостого хода и непосредственной нагрузки двигателя.

3.3.2.ПРОГРАММА РАБОТЫ

3.3.2.1.Ознакомиться с лабораторной установкой и произвести пуск двигателя с помощью пускового реостата.

3.3.2.2.При номинальных значениях напряжения и частоты питающей сети произвести опыт непосредственной нагрузки двигателя и по результатам исследований построить рабочие характеристики.

3.3.2.3.По результатам проведенных исследований сделать основные выводы.

3.3.3.ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Отличие асинхронного двигателя с фазным ротором от короткозамкнутого состоит в том, что роторная обмотка выполнена по типу статорной. Фазы обмотки соединены по схеме звезда и их начала подсоединены к контактным кольцам. Такое выполнение обмотки позволяет включать в цепь обмотки ротора активные дополнительные сопротивления через щёточный контакт, что уменьшает пусковой ток и увеличивает пусковой момент двигателя.

Схема для проведения исследований двигателя представлена на рис.3.3.1. На переднюю панель лабораторной установки выведены: рукоятка переключателя RП пусковых сопротивлений в цепи обмотки ротора; переключатель режимов работы двигателя SA («Холостой ход», «Нагрузка»); рукоятка регулировочного сопротивления RF в цепи обмотки возбуждения балансирной машины постоянного тока с независимым возбуждением; кнопки «Пуск» - «Стоп» в цепи катушки пускателя КМ.

3.3.4. ПУСК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Установить переключатель RП в положение 1, переключатель SA – в положение «Холостой ход», рукоятку RF повернуть влево до отказа,

68

нажать кнопку «Пуск» и перевести с минимальными паузами переключатель RП сначала в положение 2, затем в положение 3.

1 2

RП 3

PA2

A

Рис.3.3.1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования асинхронного двигателя с фазным ротором

3.3.5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ ПРИ НОМИНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ НАПРЯЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ СЕТИ

Под рабочими характеристиками двигателя понимают зависимости I1, P1, M2, cos 1, n, как функции от полезной мощности P2 на валу двигателя при номинальных значениях питающего напряжения и частоты.

В качестве нагрузки двигателя используется балансирная машина постоянного тока ВМ в генераторном режиме. Так как нагрузочное сопротивление RL генератора нерегулируемое, изменение момента на-

69

грузки осуществляют с помощью сопротивления RF в цепи обмотки возбуждения.

Для получения рабочих характеристик методом непосредственной нагрузки осуществляют пуск двигателя на холостом ходу. После пуска двигателя заполняют первую строку табл. 3.3.1. Переключатель SA ставят в положение «Нагрузка» и заполняют вторую строку табл. 3.3.1. Сопротивление RF регулируют таким образом, чтобы момент M2 постепенно увеличивался. Желательно изменять M2 через 0,5 Н·м. Результата исследований и расчетов записывают в табл. 3.3.1.

Таблица 3.3.1

Рабочие характеристики

Скольжение двигателя определяют магнитоэлектрическим амперметром РА2 с нулём по середине шкалы, включенного в одну из фаз обмотки ротора. Так как частота тока в роторе при нормальных нагрузках двигателя не превышает нескольких периодов в секунду, то магнитоэлектрический амперметр успевает отслеживать изменение направления тока и поэтому число полных колебаний его стрелки в одну секунду показывает величину частоты тока в роторе.

Таким образом, f2 N /t, Гц, где N – число полных колебаний стрелки магнитоэлектрического амперметра за время t секунд.

Наряду с результатами исследований в табл. 3.3.1 записывают расчетные значения.

Скольжение ротора s двигателя и частота вращения n определяются

70

На основании табл. 3.3.1 строят рабочие характеристики.

3.3.6.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

3.3.6.1.В чем заключается отличие асинхронных двигателей с фазными роторами от двигателей с роторами короткозамкнутыми?

3.3.6.2.Объясните последовательность действий при пуске асинхронного двигателя с фазным ротором?

3.3.6.3.Для чего в цепь обмотки ротора двигателя включают добавочные активные сопротивления?

3.3.6.4.Как в данной лабораторной работе определяется частота тока в обмотке ротора?

3.3.6.5.Поясните определение рабочих характеристик двигателя по методу непосредственной нагрузки?

3.3.6.7.Как определяют скольжение ротора асинхронного двигате-

ля?

3.3.6.8.Поясните, как определяется полезная мощность двигателя?

3.3.7.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

3.3.7.1Чему равна частота тока в обмотке ротора асинхронного двигателя в начальный момент пуска?

3.3.7.2.Почему потери холостого хода называют постоянными?

3.3.7.3.Что необходимо выполнить, чтобы двигатель, работающий

врежиме холостого хода, нагрузить?

3.3.7.4.Какие зависимости называют рабочими характеристиками асинхронного двигателя?

3.3.7.5.Какими способами можно получить рабочие характеристи-

ки?

3.3.7.6.Какими способами можно определить величину скольжения при нагрузке двигателя?

3.3.7.7.Поясните, какие потери в двигателе называют механическими и от чего они зависят?

3.3.7.8.От чего зависят потери в сердечниках магнитопровода асинхронного двигателя?

71

3.3.7.9.Объясните, почему и как меняется коэффициент мощности двигателя при изменении нагрузки на его валу?

3.3.7.10.Какую мощность в двигателе называют электромагнит-

ной?

3.3.7.11.Почему потери в сердечнике ротора двигателя при номинальной частоте вращения не учитываются?

3.3.7.12.При какой нагрузке двигатель имеет максимальный КПД?

3.3.7.13.Почему растет ток статорной обмотки при увеличении механической нагрузки на валу двигателя?

3.3.7.14.Укажите все возможные способы пуска в ход асинхронного двигателя с фазным ротором?

3.3.7.15.Укажите все возможные способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором?

3.3.7.16. Изобразите и поясните рабочую характеристику

I1 f (P2).

3.3.7.17. Изобразите и поясните рабочую характеристику

P1 f (P2).

3.3.7.18. Изобразите и поясните рабочую характеристику n f (P2).

3.3.7.19. Изобразите и поясните рабочую характеристику cos f (P2)

3.3.7.20. Изобразите и поясните рабочую характеристику

f (P2).

3.3.7.21.Как определяются электрические потери в обмотке стато-

ра?

3.3.7.21. Как определяются электрические потери в обмотке рото-

ра?

3.3.7.22.Что означают приведенные потери в обмотке ротора?

3.3.7.23.Почему электрические потери называют переменными?

3.3.7.24.От чего зависят электрические потери?

3.3.7.25.Какие потери называют добавочными?

72

3.4.ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

СКОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМВ ТРЕХФАЗНОМ, ОДНОФАЗНОМ И КОНДЕНСАТОРНОМ РЕЖИМАХ

3.4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить схемы переключения трехфазной обмотки статора асинхронного двигателя для работы от однофазной сети; изучить способы пуска асинхронного двигателя при работе от однофазной сети; сравнить рабочие характеристики и энергетические показатели двигателя при работе в трехфазном, конденсаторном и однофазном режимах.

3.4.2.ПРОГРАММА РАБОТЫ

3.4.2.1.Ознакомиться с лабораторной установкой.

3.4.2.2.Ознакомиться с некоторыми схемами переключения трехфазной обмотки статора асинхронного двигателя для работы в однофазном и конденсаторном режимах.

3.4.2.3.Ознакомиться с принципом действия однофазного и конденсаторного асинхронных двигателей, изучить способы их пуска.

3.4.2.4.Получить рабочие характеристики асинхронного двигателя

втрехфазном, однофазном и конденсаторном режимах.

3.4.2.5.Провести анализ рабочих характеристик и сделать выводы.

3.4.3.ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Бытовая электрическая сеть переменного тока чаще всего однофазная. Потребитель в этом случае использует приборы со встроенными в них однофазными или конденсаторными двигателями. Примерами таких приборов являются холодильники, кондиционеры, стиральные машины и др. В качестве однофазного двигателя с пусковой обмоткой или конденсаторного при необходимости может быть использован и трехфазный двигатель. В первом случае из двух его фаз образуется рабочая обмотка (главная), а из третьей – пусковая (вспомогательная) обмотка. Во втором случае третья фаза двигателя, подключенная через конденсатор к однофазной сети, во время работы не отключается. Такой режим работы называется конденсаторным.

При подключении трехфазной обмотки статора к сети симметричного трехфазного напряжения (на рис.3.4.1 выключатель SА1 замкнут, SА3 – разомкнут) в двигателе создается круговое вращающееся магнитное поле, и ротор развивает начальный пусковой момент.

73