Краткие теоретические сведения. Федеральное агентство по образованию

Федеральное агентство по образованию

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

Им. П.А. Соловьева

Методическое руководство к лабораторной работе

“ИСПЫТАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ”

Составил к.т.н. доцент

Кафедры ЭПЭ Манин А.В.

Рыбинск

Г.

Цель работы.

Изучить устройство, принцип действия и рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Краткие теоретические сведения.

Двигатель имеет два основных элемента: неподвижный – статор, вращающийся – ротор.

Основными частями статора являются пакет магнитопровода, трехфазная обмотка. Пакет магнитопровода изготовлен в виде полого цилиндра, набранного из тонких листов электротехнической стали с осевыми пазами на внутренней поверхности. В пазы пакета уложены фазные обмотки статора. Пакет статора с обмоткой закреплен в алюминиевый или чугунный корпус. С корпусом прочно соединены два боковых литых щита со сквозными центральными отверстиями для подшипников, в которых вращается вал ротора. Начало и концы фазных обмоток статора присоединены к зажимам в коробке выводов, укрепленной на корпусе. Большинство машин имеют коробку выводов с шестью зажимами, по два вывода от каждой фазной обмотки, что позволяет соединять фазные обмотки треугольником или звездой. Обмотку статора таких машин можно включить либо в сеть с линейным напряжением, равным номинальному напряжению по фазе обмотки, либо в сеть с напряжением превышающим раз номинальное фазное напряжение обмотки. Оба линейных напряжения указаны на паспортном щитке, укрепленном на корпусе.

Ротор двигателя состоит из пакета магнитопровода цилиндрической формы, набранного из тонких стальных дисков с пазами, и обмотки, расположенной в этих пазах. Пакет магнитопровода с обмоткой насажен на вал. Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из алюминиевых или медных стержней, замкнутых по торцам кольцами из того же материала. Такую обмотку называют «беличьей клеткой».

Рис.1 Рабочие характеристики

асинхронного двигателя.

Принцип действия асинхронного двигателя

В обмотке статора, включенной в сеть трехфазного тока, под действием напряжения возникает переменный ток, который создает вращающееся магнитное поле. Скорость вращения поля зависит от частоты f₁ питающего напряжения и числа пар полюсов P:

n₁= .

Вращающееся магнитное поле, распределенное вдоль воздушного зазора по синусоидальному закону, пересекает проводники обмоток статора и ротора и наводит в них синусоидальные э.д.с. E₁ и E₂. От э.д.с. E₂ в короткозамкнутой обмотке ротора возникает ток I₂. В результате взаимодействия тока ротора с вращающимся магнитным полем, на основании закона Ампера F=B I возникают механические силы, действующие на проводники ротора. Под действием механических сил возникает вращающийся момент, и ротор начинает вращаться. Очевидно, что возникновение тока в роторе и создание вращающегося момента возможны лишь при относительном движении проводников ротора в магнитном поле машины. Из этого следует важный вывод о том, что ротор и магнитное поле вращаются в пространстве в одном направлении, но с разными скоростями, скорость вращения ротора двигателя всегда меньше скорости вращения магнитного поля. По этой причине машина называется асинхронной. Относительная разность скоростей поля n₁ и ротора n называется скольжением S: S=