Перечень аппаратуры
| Обозначение | Наименование | Тип | Параметры |
| А11 | Трехполюсный выключатель | 301.1 | ~ 400 В / 10 А |
| A17 | Линейный реактор | 314.2 | 3 ´ 0,3 Гн / 0,5 А |
| A20 | Трехфазный регулируемый автотрансформатор | ~3×0…240 В / 2 А | |
| G1 | Однофазный источник питания | 218.9 | ~ 220 В / 6 А |
| G2 | Трехфазный источник питания | 201.4.1 | ~400 В / 6 А |
| G5 | Преобразователь угловых перемещений | 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот | |
| М1 | Машина переменного тока | 102.1 | 100 Вт; 230 В ~; 1500 мин-1 |
| P2 | Указатель частоты вращения | 506.5 | ±0…2000 об/мин |
| Р3 | Многофункциональный электроизмерительный прибор | U, I, f, P, Q, cosj, |
4. Осуществить пуск двигателя без нагрузки. Измерить пусковой ток и ток холостого хода. Вычислить кратность пускового тока.
5. Обосновать допустимость включения двигателя в сеть при измененной схеме соединения обмоток статора.
6. Сравнить пусковые токи п. 6. и 7. Объяснить причину их различия.
7. Произвести реверс асинхронного двигателя.
8. Снять механическую характеристику асинхронного двигателя
9. Снять рабочие характеристики асинхронного двигателя.
Указания по снятию механической характеристики двигателя
Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.
Соедините гнезда защитного заземления " 
" устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.
Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А6 установите в положение "РУЧН.".
Регулировочную рукоятку источника G2 поверните до упора против часовой стрелки, а регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 - по часовой стрелке.
|
|
Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, например, 127 В.
Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.
Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.
Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6.
Нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.
Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте ток I статорной обмотки двигателя М1 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), ваттметра измерителя мощностей Р2 (активная мощность P фазы двигателя М1) и указателя Р3 (частота вращения n двигателя М1) в таблицу 8.2.
Таблица 8.2.
| I, А | ||||||||||
| P, Вт | ||||||||||
| n,мин-1 |
Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте ток I статорной обмотки двигателя М1 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), ваттметра и варметра измерителя мощностей Р2 (активная P11 и реактивная Q11 мощности фазы двигателя М1), указателя Р3 (частота вращения n двигателя М1), амперметра Р1.2 и вольтметра Р1.3 (ток Iа и напряжение Uа якорной обмотки генератора G4) в таблицу 8.3.
Таблица 8.3.
| I, A | ||||||||||
| P11, Вт | ||||||||||
| Q11, В×Ар | ||||||||||
| n, мин-1 | ||||||||||
| Ia, A | ||||||||||
| Uа, В |
|
|
По завершении эксперимента отключите выключатель А6 и источник G1.
Выключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.
Вычислите электромагнитный момент М двигателя М1 для каждого значения тока I из табл. 8.2. по формуле
H . м
и занесите его в таблицу 8.4.
Таблица 8.4.
| М, Н×м | ||||||||||
| n, мин-1 |
Используя данные таблицы 8.4. постройте искомую механическую характеристику n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Используя данные таблицы 1.3, вычислите для каждого значения тока I значения, полезной активной мощности Р2, полной потребляемой из сети активной мощности P1, полезного механического момента М, коэффициента мощности cosj, скольжения s и коэффициента полезного действия h асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором по формулам
и занесите полученные результаты в таблицу 8.5.
Таблица 8.5.
| I, A | ||||||||||
| P2, Вт | ||||||||||
| P1, Вт | ||||||||||
| М, Н×м | ||||||||||
| cos j | ||||||||||
| s, % | ||||||||||
| h, % |
|
|
Используя данные таблицы постройте искомые рабочие характеристики I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), h=f(P2), cosj=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Методические указания
1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя необходимо изучить, используя рекомендуемую литературу. С конструкцией двигателя ознакомиться на разобранном образце машины и по плакату.
2. Вращающий момент на валу двигателя Мн, Нм, при номинальном режиме работы можно определить по номинальной мощности двигателя и скорости его вращения:
.
Здесь Рн – номинальная мощность двигателя, Вт;
ωн – угловая частота;
nн – частота вращения, об/мин.
Коэффициент полезного действия определяется отношением полезной мощности Р2 на валу двигателя к подводимой Р1:
.
Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя при номинальной нагрузке вычисляется по паспортным данным:
,
где Р2н; Uн; Iн; cos 
н – соответственно номинальная мощность на валу,
линейное напряжение, ток, коэффициент мощности.
3. Маркировка фаз статора – это определение начал и концов каждой из трех фаз обмотки статора. Их неверное обозначение ведет к неправильному соединению обмоток и нарушению работы двигателя (не будет кругового вращающегося магнитного поля статора, т.к. нарушится пространственная симметрия магнитных потоков фаз).
Маркировка проводится в два этапа: а) определяется соответствие пар выводов каждой фазной обмотки статора; б) определяются начала А,В,С и концы X, Y, Z выводов фазных обмоток статора.
Для определения соответствия пар выводов необходимо собрать схему (рис.1.3),присоединить провод к одной из клемм, расположенных на клеммой колодке, а щупом с индикаторной лампочкой поочередно касаться двух (оставшихся) клемм. Из схем (рис.1.3) видно, что лампочка загорается, если провод и щуп подсоединены с выводам одной обмотки, ибо только в этом случае цепь будет замкнута. Аналогичным образом определяются пары выводов остальных обмоток.
Для маркировки выводов фазных обмоток статора, условно один из шести выводов принять за начало и обозначить символом А, а другой вывод этой же фазы промаркировать символом Х. Последовательно с выбранной фазой соединить любую из двух оставшихся фаз обмотки и подвести к ним напряжения сети.
К выводам оставшейся обмотки третьей фазы присоединить вольтметр (рис.1.4). При согласном включении последовательно соединенных фазных обмоток (рис.1.4.а) ось результирующего магнитного потока перпендикулярна плоскости обмотки третьей фазы, потокосцепление с витками этой фазы максимально и в третьей фазе наводит э.д.с. (Uv 
).
Если включение последовательно соединенных фазных обмоток окажется встречным (рис.1.3.б), то ось результирующего магнитного потока совпадает с плоскостью третьей обмотки, потокосцепление с витками этой фазы практически равно нулю и э.д.с. в третьей фазе практически отсутствует (Uv=0).
Маркировка обмотки третьей фазы проводится аналогично по схеме на рис.1.4 путем подключения вольтметра к одной из маркированных фаз.
4. Под напряжение трехфазной сети понимается линейное напряжение. Для нормальной работы асинхронного двигателя на зажимы фазных обмоток подается номинальное напряжение (указанное в паспортных данных). Поэтому при выборе схемы соединения фазных обмоток статора необходимо сравнить номинальное напряжение на обмотках статора с напряжением сети.
Выбирается та из схем (“звезда” или “треугольник”), для которой номинальное напряжение на обмотках двигателя соответствует напряжению сети.
5. Для измерения линейного тока в момент пуска Iпх.х. и при установившейся частоте вращения ротора Iх.х. в схеме на рис.8.1 необходимо переключить амперметр с предела измерения 1А на 3А.
6. При обосновании допустимости включения двигателя на холостом ходу в сеть при выбранной схеме соединения фаз обмоток статора необходимо проверить, не превысит ли фазное напряжение при такой схеме номинальное фазное напряжение, определенное из паспортных данных.
7. Реверсом называется изменение направления вращения ротора асинхронного двигателя. Для реверсирования необходимо изменить порядок следования фаз, т.е. поменять концы двух фаз.
Контрольные вопросы
1. Объяснить устройство, назначение основных конструктивных элементов и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
2. Почему сердечники статора и ротора набираются из отдельных, изолированных друг от друга пластин магнитомягкого материала?
3. Как проводится маркировка выводов фазных обмоток статора?
4. Из каких элементов собрана цепь релейно-контакторного управления процессом пуска двигателя? В какой последовательности они работают?
5. Какие существуют схемы соединения обмоток статора? Чем обуславливается выбор той или иной схемы включения?
6. Чем обусловлено значительное увеличение тока в момент пуска?
7. Что такое реверс и как его осуществить?