2.1. Электродвигатель: тип двигателя АИР (А-асинхронный, И-унифицировнный. Р-с завышенным пусковым моментом). Электродвигатель имеет паспортные данные для работы в номинальном режиме согласно одому из 4 вариантов:
| Тип | Р, кВт | Частота вращения, об/мин | КПД, % | 
| Iп/Iн | Мп/Мн | Мmax/Мн | Мmin/Мн | Масса, кг |
| АИР63А4 | 0,25 | 0,67 | 2,2 | 2,2 | 1,8 | 5,1 | |||
| АИР71А4 | 0,55 | 0,71 | 2,3 | 2,4 | 1,8 | 8,1 | |||
| АИР71В4 | 0,75 | 0,75 | 2,5 | 2,6 | 2,4 | 9,4 | |||
| АИР90L4 | 2,2 | 0,79 | 2,4 | 18,1 |
2.2. Программа Electronics WorkBench 5.12 Pro, предназначенная для моделирования и испытания электродвигателя.
3. Решаемые задачи:
3.1. Расчет параметров электродвигателя, необходимых для построения его модели.
3.2. Построения модели электродвигателя в программе Electronics WorkBench 5.12 Pro.
3.3. Испытание модели электродвигателя.
3.4.Построение графика зависимости электромагнитного момента от скольжения ротора.
Решение указанных задач покажем на примере моделирования и испытания двигателя
АИР80А4, технические данные которого представлены ниже.
| Тип | Р, кВт | Частота вращения, об/мин | КПД, % |
| Iп/Iн | Мп/Мн | Мmax/Мн | Мmin/Мн | Масса, кг |
| АИР80А4 | 1,1 | 76,5 | 0,77 | 2,2 | 2,4 | 1,7 | 11,9 |
Пример решения задачи 3.1 по расчету параметров электродвигателя.
Расчет нормированных параметров:
Угловая частота вращения Ωн=2 
n/60=6,28×1420/60=148 рад /с.
Максимальная угловая частота вращения Ω0= 2 n0/60=6,28×1500/60=157 рад /с
Номинальный электромагнитный момент Мн=P/ Ωн=1100/148=7,4 Н×м.
Максимальный вращающий момент Ммак=Км × Мн=2.4×7,4=17,7 Н×м
Индуктивное сопротивление модели Хк=3U2 /2 Ω0 Ммак=3×2202/2×157×17,7=26 Ом
Номинальное скольжение s н=(n0- nн)/ n0=(1500-1420)/1500=0,05
Критическое скольжение s к= Sн (Км+ 
)= 0,05(2,4+ 
)=0,23
Активное сопротивление модели Rk = Sк×Хк=0,23×26=5,98 
6 Ом.
Значения Rk/s для различных s сведем в таблицу 1.
Табл.1. Соответствие Rk/s значениям s.
| S | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.1 | 0.23 |
| Rk/s | 27,6 |
Если взять в качестве регулятора Rk/s переменный резистор Rп с максимальным сопротивлением 600 Ом и шагом изменения 5%, то принятым выше значениям s будут соответствовать фиксированные значения Rп согласно таблице 2.
Табл.2. Соответствие % Rп значениям s.
| S | 0.01 | 0.013 | 0.018 | 0.025 | 0.05 | 0.1 | 0.2 |
| Rп | |||||||
| % Rп |
Пример решения задачи 3.2 по построению модели электродвигателя.
Собрать в программе EWB цепь, показанную на рис.1. В ней индуктивность величиной
88 мГн примерно соответствует индуктивному сопротивлению Хк=28 Ом. Переменный резистор, управляемый клавишей R, позволяет имитировать сопротивление Rk/s. Выставленный на резисторе процент % Rп соответствует согласно табл.2 крутизне вращения ротора s. Меняя этот процент, мы имитируем изменение скорости вращения ротора от s=0.01 до s=0.2. Последнее значение s близко к критическому sкр, при котором электромагнитный момент проходит через максимум. Чтобы пройти через этот максимум и выйти на значение s=0.4 в схему следует добавить цепочку, состоящую из сопротивления 30 Ом и ключа, управляемого клавишей Space (пробел).Она заработает при нажатии на эту клавишу.
Рис.1. Схема испытания ТАД.
Пример решения задачи 3.3 по испытанию модели электродвигателя.
Изменяя процент Rп от 100% до 5%, следует снимать каждый раз показания амперметра и вольтметра. Эти показания следует записывать в табл.3.Для снятия последнего показания нажмите на клавишу Space.
Таблица 1.Результаты измерений и расчетов.
| Установлено | Измерено | Вычислено | ||
| % Rп (s=…) | U,В | I,А | Ω, рад /с | М, Н×м |
| 100 (s=0.01) | ||||
| 80 (s=0.013) | ||||
| 60 (s=0.018) | ||||
| 40 (s=0.025) | ||||
| 20 (s=0.05) | ||||
| 10 (s=0.1) | ||||
| 5 (s=0.2) | ||||
| 5+Space (s=0.4) |
Используемые формулы:
Ω= Ω0(1- s), где Ω0=157 рад /с, М=3× U× I/ Ω
Пример решения задачи 3.4 по построению графиков
Используя первый и последний столбцы таблицы, строим график зависимости М от s. Примерный вид графика показан на рис.2.
Рис.2.Примерный вид графика зависимости электромагнитного момента от скольжения ротора
Используя последние два столбца таблицы, строим график зависимости Ω от М. Примерный вид графика показан на рис. 3.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ
Отчет должен содержать:
1) название лабораторной работы;
2) формулировку цели работы;
3) принципиальную электрическую схему установки;
4) результаты измерений и расчетов;
6) формулы, используемые при расчетах;
7) графики установленных зависимостей;
8) выводы о проделанной работе.
ВОПРОСЫДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. В основе принципа действия асинхронного двигателя лежит:
1. Индукционное свойство магнитного поля.
2. Закон Джоуля – Ленца.
3. Второй закон Кирхгофа.
4. Закон Ома.
5. Преобразование электрической энергии в механическую.
2. При скольжении, равном 2%, э.д.с. в фазах обмоток статора и ротора соответственно равны 220 В и 2 В. Чему будут равны эти э.д.с. при неподвижном роторе?
Е1 =______В; Е2 = ______В.
3. Скорость вращения ротора ТАД относительно двухполюсного вращающегося магнитного поля статора 120 об/мин. Определите частоту тока в обмотке ротора.
4. Активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки неподвижного ротора равны 20 Ом каждое. Чему равны их значения при скольжении, равном 5%?
| Какая из отмеченных точек механической характеристики n2(М) соответствует пределу статической устойчивости работы асинхронного двигателя? Ответы: 1- а. 2- b. 3-c. 4-d. 5- f. |
6.. Номинальная частота вращения ротора n2ном асинхронного двигателя типа 4А180М2У3 при номинальном скольжении Sном =0,04 равна:
n2ном =______об/мин.