Трифазний синхронний електродвигун

Тести інформаційно-репродуктивного характеру

Таблиця 7.10

Номер запитання, завдання	Запитання, завдання	Номер вірної відповіді
1.	Опишіть побудову електродвигуна.
2.	Опишіть принцип дії електродвигуна.
3.	Зобразіть якісно механічну характеристику електродвигуна.

У разі вірного виконання тестів Σ_{непарних} – Σ_парних = 4.

Таблиця 7.10а

Номер відповіді	Відповіді
1.	При підключенні обмоток статора до трифазного джерела виникає кругове обертове магнітне поле, яке наводить в пусковій обмотці ротора е.р.с., під дією якої у ній протікають струми, виникає явище електромагнітної сили, з’являється обертаючий момент і ротор починає обертатися асинхронно, після чого по обмотці збудження пропускається постійний струм і ротор починає обертатися синхронно.
2.	Складається зі статора (магнітопровід у пази якого укладена трифазна обмотка) і ротора (явнополюсний магнітопровід на валу, на якому розташована робоча обмотка збудження, яка підключена до кілець, на які накладені щітки, та пускова короткозамкнена обмотка), відділених друг від друга повітряним зазором. Всі частини розташовані в корпусі.
3.	w рад/с М Н×м w0

Лабораторна робота № 7

1. Опис експериментальної установки

Експериментальна установка містить трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором М з двома парами полюсів, який отримує живлення від симетричного трифазного джерела електричної енергії частотою 50 Гц. У силовому колі передбачені: трифазний автоматичний вимикач QF і магнітний пускач КМ (для комутації). У колі керування передбачені: плавкий запобіжник FU (для захисту), кнопки «Пуск» SB1 і «Стоп» SB2 (для керування). Для вимірювання частоти обертання електродвигуна передбачений тахометр.

Принципова електрична схема експериментальної установки наведена на рисунку 7.1.

SB1

QF

А

В

С

N

КМ

КМ

КМ

SB2

FU

М

Рисунок 7.1 - Принципова електрична схема експериментальної установки.

Для складання схеми необхідно мати 16 провідників (на схемі позначені номерами 1-16).

2. Завдання з виконання експериментального дослідження

2.1 Зібрати схему експериментальної установки.

2.2 Визначити синхронну частоту обертання електродвигуна, використовуючи рівняння:

.

2.3 Запустити електродвигун.

2.4 Виміряти швидкість обертання n₁ електродвигуна за допомогою
тахометра.

2.5 Зупинити електродвигун.

2.6 Визначити абсолютне ковзання електродвигуна, використовуючи
рівняння:

Dn₁ = n₀ – n₁ .

2.7 Визначити відносне ковзання електродвигуна, використовуючи
рівняння:

.

2.8 Виконати переключення в силовому колі для зміни напряму обертання електродвигуна.

2.9 Запустити електродвигун.

2.10 Виміряти швидкість обертання n₂ електродвигуна за допомогою
тахометра.

2.11 Зупинити електродвигун.

2.12 Визначити абсолютне ковзання електродвигуна, використовуючи
рівняння:

Dn₂ = n₀ – n₂ .

2.13 Визначити відносне ковзання електродвигуна, використовуючи
рівняння:

.

2.14 Занести отримані значення в таблицю 7.11.

Таблиця 7.11

№ п/п	Фізичні величини, що характеризують установку
n0, об/хв	n1, об/хв	Dn1, об/хв	s1	n2, об/хв	Dn2, об/хв	s2

2.15 Порівняти значення ковзання для обох випадків та зробити висновок щодо ковзання у разі зміни напряму обертання електродвигуна.

ТЕМАТИЧНЕ КОМПЛЕКСНЕ КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ЗАВДАННЯ

Умова

Асинхронний електродвигун має наступні технічні дані: номінальна потужність Р_2н, номінальна частота обертання n_н. Електродвигун приводить в обертання робочу машину з наступними технічними даними: момент зрушення М₀, момент опору номінальний М_с.н, номінальна швидкість обертання робочої машини n_с.н, механічна характеристика – лінійно-зростаюча.

Завдання

1. Визначити номінальну кутову швидкість електродвигуна.

2. Визначити номінальний момент електродвигуна.

3. Побудувати графічно механічну характеристику електродвигуна
на робочій ділянці при номінальній напрузі.

4. Одержати рівняння цієї механічної характеристики.

5. Записати рівняння механічної характеристики робочої машини.

6. Побудувати графічно механічну характеристику робочої машини
на одній площині з механічною характеристикою електродвигуна
й указати робочу точку.

7. Скласти рівняння руху системи «електродвигун – робоча машина».
Вирішити отримане рівняння щодо кутової швидкості.

8. Визначити значення кутової швидкості
системи «електродвигун – робоча машина».

9. Визначити потужність, яку передав електродвигун робочій машині.

Варіанти вихідних даних

до тематичного комплексного кваліфікаційного завдання

Таблиця 7.12

Варіанти	Вихідні дані
Рн,кВт	nн , об/хв.	М0 ,Н∙м	Моп.н ,Н∙м	nоп.н,об/хв.
	0,75		0,51	2,53
	1,1		0,56	3,71
	0,55		0,78	3,89
	0,75		1,06	5,31
	0,37		0,78	3,88
	0,55		1,15	5,77
	1,5		1,0	5,01
	2,2		1,47	7,35
	1,1		1,5	7,51
	1,5		2,05	10,24
	0,75		1,54	7,07
	1,1		2,26	11,3
			2,0	9,95
	2,2		2,94	14,7
	1,5		3,08	15,4

Рішення варіанту №

Вихідні дані
Рн,кВт	nн , об/хв.	М0 ,Н∙м	Моп.н ,Н∙м	nоп.н ,об/хв.

1. Визначаємо номінальну кутову швидкість електродвигуна:

;

Визначаємо синхронну кутову швидкість електродвигуна:

;

2. Визначаємо номінальний момент електродвигуна:

;

3. Будуємо графічно механічну характеристику електродвигуна
на робочій ділянці при номінальній напрузі:

w

рад/с

М

Н×м

4. Одержуємо рівняння цієї механічної характеристики:

точка А має координати (0; ω₀),

точка В має координати (М_Н; ω_Н),

тому можемо записати:

,

з цього рівняння знаходимо

;

підставив вихідні дані, отримуємо:

5. Записуємо рівняння механічної характеристики робочої машини:

,

підставив вихідні дані, отримуємо:

6. Будуємо графічно механічну характеристику робочої машини
на одній площині з механічною характеристикою електродвигуна й указуємо робочу точку:

знаходимо момент при ω = 0 :

знаходимо момент при ω_Н = :

w

рад/с

М

Н×м

7. Складаємо рівняння руху системи «електродвигун – робоча машина». Вирішуємо отримане рівняння щодо кутової швидкості:

;

підставив вихідні дані, отримуємо:

8. Визначаємо значення кутової швидкості
системи «електродвигун – робоча машина»:

9. Визначаємо потужність, яку передав електродвигун робочій машині:

,

знаходимо момент опору робочої машини при ω = ω_Н = :

;

тоді потужність на валу електродвигуна дорівнює: