Изучение асинхронных двигателей

Цель работы

Изучить устройство, принцип действия асинхронного электродвигателя и освоить способы пуска и реверсирование.

Программа работы

6.2.1. Ознакомиться с приборами и оборудованием лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Приборы и оборудование.

Наименование	Количество	Тип	Обозначение в схеме
Асинхронные двигатели
Вольтметр
Контрольная лампа
Металлические бирки

6.2.2 .Определить начала и концы обмоток статора:

а) методом трансформации;

б) методом подбора концов.

6.2.3. Освоить пуск и реверсирование электродвигателя.

Методика выполнения работы

6.3.1. Устройство электродвигателя изучают по имеющимся двигателям на рабочем столе, а также используют плакаты и литературу.

6.3.2. Определение наименований соответствующих выводов статорной обмотки («начало» и «конец» 1, 2 и 3 обмоток соответственно С₁-С₄ , С₂-С₅ , С₃-С₆) выполняется следующим образом.

При выводе концов обмоток из двух отверстий корпуса двигателя (рисунок 6.1., а) из одного отверстия выводятся «начала» обмоток (С₁, С₂, С₃),из другого – «концы» (С₄, С₅, С₆).

При выводе концов обмоток из трех отверстий корпуса двигателя (рисунок 6.1., б) из каждого отверстия выводятся начало одной и конец другой обмотки.

Рисунок 6.1. Выводы обмоток статора из двух (а) и трех (б) отверстий.

6.3.3. Для определения «начала» и «конца» выводов статорной обмотки сначала методом прозванивания (рисунок 6.2.) устанавливают принадлежность выводов к обмоткам фаз (С₁-С₄ , С₂-С₅ , С₃-С₆).

Рисунок 6.2. Определение принадлежности выводов к обмоткам.

При этом к одному полюсу источника тока подключают один вывод обмотки, а к другому полюсу источника – провод от контрольной лампы или измерительного прибора. Затем концом второго соединительного провода от контрольной лампы (прибора) поочередно касаются остальных выводов статорной обмотки. Лампа загорится, когда фазная обмотка замкнет цепь. Одновременно следует произвести условную маркировку «начал» и «концов» фазных обмоток, например, «начало» первой фазной обмотки С₁, а ее «конец» - С₄, «начало» второй фазной обмотки С₂, «конец» - С₅ и соответственно «начало» третьей фазной обмотки С₃, «конец» - С₆.

6.3.4. Определение наименований выводов фаз статора.

6.3.4.1. Метод трансформации.

Для одной из обмоток фаз (произвольно) устанавливают «начало» и «конец», например, С₁ и С₄. Относительно этой обмотки определяют наименование выводов («начало» и «конец») двух других фаз. Для этого две обмотки (одна из них с произвольно установленными «началом» и «концом» С₁ и С₄) включаются последовательно в сеть, а третью обмотку подключают к лампочке или вольтметру (рисунок 6.3.).

Рисунок 6.3. Схема соединения обмоток при определении

принадлежности выводов.

Если «конец» одной обмотки (С₄) окажется соединенным с «началом» другой, то результирующий магнитный поток двух обмоток будет пересекать витки третьей, в которой будет индуктироваться ЭДС (для двигателей, исследуемых в лабораторной работе, ЭДС не превышает 10 В). В этом случае конец обмотки, соединенный с С₄, следует называть С₂, а противоположный - С₅.

Если окажется, что лампочка (вольтметр) не реагирует на появление ЭДС, то это указывает на компенсацию магнитных потоков. В этом случае концы второй обмотки следует поменять местами и повторить эксперимент. Для установления наименований выводов третьей обмотки выполняют аналогичный эксперимент, включив вторую обмотку на вольтметр, а третью соединяют последовательно с первой.

6.4.3.2. Метод подбора концов. Этим методом удобно пользоваться при определении начал и концов у двигателей мощностью до 5 кВт. После определения принадлежности концов обмоткам по одному из выводов от каждой обмотки соединяют в общую точку, а другие выводы включают в сеть. Если в общей точке оказались все три начала или конца, то электродвигатель будет работать нормально. Тогда выводы, подведенные к сети маркируют, например, как «начала» (С₁, С₂, С₃), а выводы, объединенные в общую точку – как «концы» (С₄, С₅, С₆). Если в одной точке оказались, например, два «конца» и одно «начало» (рисунок 6.4,а), то электродвигатель сильно гудит, его ротор не сразу трогается с места и плохо вращается. В таком случае не следует долго (более 2…3 с) держать двигатель включенным в сеть. После отключения двигателя меняют местами выводы одной из фаз и снова включают электродвигатель в сеть (рисунок 6.4,б). Если же вновь схема не угадана, то выводы этой фазы возвращают на прежнее место и меняют местами выводы следующей (рисунок 6.4,в). Максимальное число проб в дано методе – три.

Рисунок 6.4. Определение условных начал и концов обмоток методом подбора: а, б, в – варианты проб схемы «звезда».

6.3.5. В случае вывода концов обмоток из одного отверстия корпуса двигателя поступают аналогично. При нахождении выводов обмоток к установленным концам прикрепляют бирки с соответствующими обозначениями.

6.3.6. Способ включения обмоток в сеть устанавливается по паспортным данным двигателя и линейному напряжению сети. Если в паспорте указано одно напряжение, то включать двигатель можно только одним способом (380 В – Y; 220 B - D). Если в паспорте указаны два напряжения, например, 380 В и 220 В, то в случае совпадения линейного напряжения сети с большим паспортным двигатель включается звездой (Y) и наоборот – треугольником (D). Включение электродвигателя выполняют согласно схеме рисунка 6.5.

У большинства трехфазных электродвигателей начало и конец обмоток выведены таким образом, как это показано на рисунке 6.6. Для соединения обмоток по схеме (Y) надо замкнуть между собой три нижних (или три верхних) зажима и подвести соответственно к трем верхним (или к трем нижним) зажимам фазы сети. Для соединения обмотки по схеме (D), следует по вертикали замкнуть каждую пару зажимов и к ним подвести напряжение сети.

Рисунок 6.5. Способы соединения обмоток двигателя:

а – звездой(Y); б – треугольником(D).

Рисунок 6.6. Исполнение схем (Y) и (D)

на клеммнике электродвигателя.

6.3.7. Для выполнения реверсирования электродвигателя (изменения направления вращения ротора) два любых подходящих к двигателю провода меняют местами.

6.4. Контрольные вопросы

6.4.1. Как устроен трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором?

6.4.2. Как определить начало и конец фазы обмотки статора асинхронного двигателя при отсутствии на них маркировки?

6.4.3. Дать графическую иллюстрацию процесса образования вращающегося магнитного поля трехфазного тока.

6.4.4. От чего зависит частота вращения магнитного поля статора двигателя?

6.4.5. Как передается электрическая энергия ротору двигателя?

6.4.6. Почему сердечник статора и ротора набирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга?

6.4.7. Будет ли работать двигатель при обрыве одной фазы?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. Учеб. для неэлектротехн.

спец. вузов. -6-е изд., перераб.-М.: Высш.шк., 2000.-240 с.

2. Горбунов А.Н. и др. Теоретические основы электротехники. Учебник для сельскохозяйственных вузов / Горбунов А.Н., Кабанов И.Д., Кравцов А.В., Редько И.Я. – М.: УМЦ «ТРИАДА», 2003. – 304 с.: ил.

3. Рекус Г.Г., Белоусов А.И. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов.- 2-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 2008. – 416 с.

4. Алиев И.И. Справочник по электротехнике. 4-е изд., перераб. и доп. – Ростов на Дону: Феникс, 2003. – 480 с., ил.