Испытание трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
1. Цель работы
Ознакомление с конструктивным устройством асинхронного двигателя (АД) малой мощности, измерительной аппаратурой, пуском и управлением двигателя. Опытное снятие рабочих характеристик и анализ их на основе свойств асинхронного двигателя.
2. Теоретические сведения
Асинхронной машиной называется машина переменного тока, у которой скорость вращения ротора не равна скорости магнитного поля статора и зависит от нагрузки. В асинхронном двигателе ротор всегда вращается медленнее поля статора.
Принцип действия АД основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами, которые наводятся этим полем в проводниках ротора. Возникновение токов в роторе и создание вращающегося момента возможны лишь при относительном движении проводников ротора в магнитном поле машины.
Для пуска и управления двигателями используют схемы дистанционного управления, обеспечивающие защиту от нарушения нормальных режимов работы двигателя.
В схемах дистанционного управления АД с короткозамкнутым ротором основным элементом является магнитный пускатель. Он состоит из одного или двух контакторов переменного тока, смонтированных вместе с тепловым реле в общем корпусе. Контактор – это электромагнитный механизм, подвижная часть которого при подаче напряжения на катушку притягивается к сердечнику и замыкает или размыкает контакты.
Тепловое реле при прохождении через его нагревательный элемент в течение определенного времени тока, превышающего допустимый, размыкает контакты в цепи катушки контактора, которые разрывают цепь питания статора двигателя. Тепловое реле обеспечивает защиту двигателя при перегрузках.
Для подготовки схемы к работе необходимо включить автомат.
Схема рис. 4 осуществляет следующие функции:
а) пуск двигателя;
б) остановку двигателя;
в) защиту от перегрузок и короткого замыкания;
г) защиту от повторного включения двигателя при пропадании или снижении питающего напряжения ниже допустимого (нулевая защита).
Для пуска двигателя необходимо нажать кнопку «Пуск». При этом замыкается цепь катушки контактора К. Контактор срабатывает, при этом его нормально открытые контакты К1 и К2 замкнутся. Контакт К1 шунтирует кнопку «Пуск», так как она с самовозвратом, а контакт К2 подает напряжение на обмотку статора АД. Двигатель начинает вращаться.
Остановка двигателя производится нажатием на кнопку «Стоп». При этом цепь питания катушки конденсатора К будет разорвана, контакты К1 и К2 разомкнутся. Защита от перегрузок обеспечивается тепловым реле РТ1 и РТ2. При перегреве их тепловых элементов произойдет размыкание их нормально замкнутых контактов 1РТ и 2РТ. Защита от короткого замыкания производится автоматом сети.
Для проверки эксплуатационных свойств АД производят его пуск и опытное снятие характеристик.
3. Методика измерений
3.1. Пуск трехфазного АД с короткозамкнутой обмоткой ротора
Пуск АД может осуществляться непосредственно включением на полное напряжение сети, переключением обмоток со «звезды» на «треугольник» и при помощи автотрансформатора (при пониженном напряжении).
В данной работе пуск производится непосредственным включением АД на полное напряжение. При этом пусковые токи достигают значительной величины IП = (4 ÷ 7) IН , не всегда допустимо по условиям эксплуатации.
При соединении обмоток статора звездой пусковой ток уменьшается в 3 раза по сравнению с соединением в треугольник. Это можно пояснить следующим образом:
Следует учитывать, что при пуске АД с помощью автотрансформатора при пониженном напряжении уменьшается пусковой момент.
При необходимости изменить направление вращения ротора нужно изменить направление вращения поля статора, т.е. поменять местами любые две фазы.