Лабораторная работа № 24

Исследование трехфазного асинхронного

Двигателя с фазным ротором

Цель работы:

изучение устройства, принципа действия асинхронного двигателя с фазным ротором;

исследование его свойств методом снятия, построения и анализа рабочих характеристик;

ознакомление со способами соединения обмотки статора звездой и треугольником, способами пуска и регулирования частоты вращения асинхронного двигателя.

1 Описание лабораторной установки

Электрическая схема лабораторной установки приведена на рисунок 24.1. Установка состоит из исследуемого трехфазного асинхронного двигателя М с фазным ротором и генератора постоянного тока G, служащего для создания противодействующего (тормозного) момента. Величина тормозного момента изменяется с помощью лампового реостата, выполняющего роль нагрузки генератора.

Для ограничения величины пускового тока в цепь ротора включен трехфазный многоступенчатый пусковой реостат ПР. Пусковой реостат предназначен также для увеличения пускового момента двигателя.

Назначение отдельных элементов схемы:

МП – магнитный пускатель для включения и отключения двигателя;

РА1, РА2 – амперметры для измерения тока статора I₁ и тока ротора I₂ двигателя;

PU1 – вольтметр для измерения фазного напряжения обмотки статора;

PW – ваттметр для измерения потребляемой двигателем мощности;

РА3 – амперметр для измерения тока нагрузки генератора;

PU2 – вольтметр для измерения напряжения на зажимах генератора.

2 Содержание и порядок выполнения работы

2.1 Ознакомиться с устройством трехфазного асинхронного двигателя, используя для этого плакаты и макет двигателя в разрезе.

2.2 Записать паспортные данные двигателя.

2.3 Определить схему соединения фаз обмотки статора, число пар полюсов, частоту вращения магнитного поля статора (синхронную частоту), номинальное скольжение.

2.4 Собрать рабочую схему установки по рис.24.1.

2.5 После проверки схемы преподавателем произвести пуск двигателя в следующей последовательности:

2.5.1 Ввести полностью пусковой реостат ПР в цепи ротора, чтобы рукоятка заняла положение «Пуск»;

2.5.2 Отключить нагрузку генератора с помощью выключателей SА1¸SА6;

2.5.3 Нажатием кнопки «пуск» магнитного пускателя МП, включить обмотку статора в сеть и в течение 4-7 секунд плавно вывести реостат ПР в положение «Ход», замкнув тем самым обмотку ротора накоротко.

2.6 Установить на зажимах генератора номинальное напряжение с помощью реостата РВ в цепи возбуждения

2.7 Постепенно увеличивать нагрузку на двигатель путем увеличения тормозного момента генератора. Для этого с помощью выключателей SА1¸SА6 постепенно включать в цепь генератора ламповый реостат. Показания приборов занести в таблицу. Показать результаты опыта преподавателю.

2.8 Отключить установку.

2.9 Составить отчет требуемой формы по выполняемой работе, в котором необходимо на одном рисунке изобразить все рабочие характеристики двигателя. Дать письменный анализ полученных кривых.

Рисунок 24.1– Схема испытания асинхронного двигателя

3 Обработка экспериментальных данных

3.1 Мощность, потребляемая из сети асинхронным двигателем

Р₁=3Р_ф,– при использовании измерительного комплекта К-505;

или Р₁=2Р_{ф –} при измерении мощности методом двух ваттметров,

где: Р_ф – мощность одной фазы двигателя, Вт.

3.2 Частота вращения магнитного поля статора

(синхронная частота) ,

где f₁ – частота тока обмотки статора, Гц;

р – число пар полюсов.

3.3 Скольжение асинхронного двигателя ,

где: n – частота вращения ротора, мин^-1.

3.4 Номинальное скольжение асинхронного двигателя

,

где: n_ном – номинальная частота вращения двигателя.

3.5.Коэффициент мощности двигателя .

3.6 Полезная мощность генератора, расходуемая на нагревание лампового реостата

P_2Г=U_ГI_Г,

где U_г – напряжение на зажимах генератора постоянного тока, В;

I_г – ток нагрузки генератора, А.

3.7 Для каждого значения мощности генератора Р_2Г по графической зависимости h_г=f(Р_2Г/Р_2гном) (рисунок 24.2) находится к.п.д. генератора h_г

Рисунок 24.2 – Зависимость к.п.д. генератора от нагрузки

3.8 Мощность Р₂ на валу двигателя, равная мощности P_1Г, потребляемой генератором для каждого значения h_г

.

3.9 К.п.д. асинхронного двигателя .

3.10 Вращающий электромагнитный момент двигателя

, Н^.м,

где: Р₂ – в кВт.

4 Контрольные вопросы

1 Методика выполнения работы.

2 Назначение оборудования и аппаратуры, используемой в работе.

3 Устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

4 Формулы скольжения, частоты вращения ротора и магнитного поля статора.

5 Вращающий момент асинхронного двигателя. Как он возникает и от чего он зависит?

6 В чем состоит назначение реостата, включенного в цепь ротора асинхронного двигателя?

7 Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Поясните их смысл.

8 Сравните достоинства и недостатки двигателей с короткозамкнутым и фазным роторами.

9 Какие способы регулирование частоты вращения асинхронного двигателя вам известны? Поясните их сущность.

10 Особенность пуска двигателя с фазным ротором?

5 Рекомендуемая литература

1 Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высшая школа, 1999.- с.417-420, 451-459.

2 Воробьев А.В. Электротехника и электрооборудование строительных процессов. М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 1995.- с. 175-179, 182-185..

3 Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергостройиздат, 1987.- с. 382-386, 390-393, 404-405409-414, 419-423.

4 Иванов И. И., Равдоник В. С. Электротехника. М.: Высш. шк., 1984, с. 257-260, 264-266, 271, 277-283, 285-288, 290-292.

5 Ушев Н.И., Мироненко В.И. Методические указания к лабораторным работам по электротехнике. Электрические машины. Часть 3. Брянск: БТИ, 1989.