Практическое занятие № 10. Исследование трехфазного асинхронного двигателя в однофазном и конденсаторном режимах
Цель работы: Изучить схемы переключения трехфазной обмотки статора асинхронного двигателя для работы его от однофазной сети, изучить способы пуска асинхронного двигателя при работе от однофазной сети, сравнить рабочие характеристики и оценить энергетические показатели двигателя при работе в трехфазном, конденсаторном и однофазном режимах.
Программа работы: Ознакомиться со схемой для испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в трехфазном, однофазном и конденсаторном режимах.
Ознакомиться с некоторыми способами переключения трехфазной обмотки статора асинхронного двигателя для работы в однофазном и конденсаторном режимах. Ознакомиться с принципом действия однофазного и конденсаторного асинхронных двигателей, изучить способы их пуска.
Получить рабочие характеристики асинхронного двигателя в трехфазном, однофазном и конденсаторном режимах. Провести анализ полученных характеристик и сделать выводы.
Рис 1. Схема электроустановки
Таблица 1
| Режим работы | № п/п | Результаты измерений | Результаты вычислений | ||||||||
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| ||
| 
| 
|
| 
|
| 
| |||||
| Однофазный U1 = 210 В | 0,52 | 0,1 | |||||||||
| 0,54 | 0,16 | ||||||||||
| 0,56 | 0,2 | ||||||||||
| 0,6 | 0,24 | ||||||||||
| 0,68 | 0,32 | ||||||||||
| Конденсаторный U1 = 210 В | 0,56 | 0,12 | |||||||||
| 0,57 | 0,16 | ||||||||||
| 0,58 | 0,2 | ||||||||||
| 0,59 | 0,24 | ||||||||||
| 0,6 | 0,29 | ||||||||||
| 0,62 | 0,34 |
где - ток нагрузочного генератора (А), - напряжение нагрузочного генератора (В), 
- КПД нагрузочного генератора. Полезный момент на валу 
. Коэффициент мощности 
, скольжение 
, КПД двигателя 
Рис 2. Зависимость 
Зависимость потребляемой мощности от полезной мощности P1 = f(P2). При P2 = 0 существуют потери Х.Х. (P0), т. к. с ростом P2 растут переменные потери, то P1 увеличивается быстрее, чем по прямой пропорциональной зависимости. В однофазном режиме переменный ток проходя по обмотке создает пульсирующей магнитный поток не подвижный в пространстве который можно разложить на два потока противоположных по направлению и равных по модулю. По этому при одном и том же значении P2 потребляемая мощность в однофазном режиме будет наибольшая. В конденсаторном режиме за счет фазосмещающего элемента (конденсатора) обратный поток будет частично подавляться образующееся поле будет элептическим и потребляемая мощность будет меньше чем в однофазном режиме но больше чем в трехфазном.
Рис 3. Зависимость 
асинхронный двигатель ротор
При P2 = 0 существует ток Х.Х. (I0). При постоянном напряжении т. к. ток участвует в создании P2 и переменных потерь, то с ростом P2 он растет быстрее, чем по прямой пропорциональной зависимости. В следствии выше указанных причин в однофазном режиме ток создает обратный поток, то при одном и том же Р2 его значения больше чем в трехфазном режиме. Т.к. в конденсаторном режиме часть вредного потока подавляется, то значение тока падает по сравнению с однофазным режимом.
Рис 4. Зависимость 
Так как с ростом P2 растет нагрузка на ротор двигателя, следовательно, ротор притормаживается и его скорость уменьшается.
Рис 5. Зависимость 
Так как с ростом P2 обороты двигателя уменьшаются, то М2 растет быстрее, чем по прямой пропорциональной зависимости.
Рис 6. Зависимость 
При P2 = 0 существует коэффициент мощности (cosφ0) - Х.Х. в области от нуля до максимума функции преобладающее влияние на cosφ1 оказывает мощность Р1, поэтому с ростом Р2 cosφ2 - растет. В точке максимума функции влияние на cosφ1, Р1,Q1 - одинаково, поэтому коэффициент мощности максимальный. В области справа от максимума функции преобладающее влияние на cosφ1 оказывает Q1, следовательно с ростом Р2 cosφ1 убывает. Значительный рост мощности Q1 области справа от максимумам функции обусловлен ростом индуктивного сопротивления ХS2.
Рис 7. Зависимость 
Кривая КПД электрической машины сначала быстро возрастает с увеличением нагрузки, затем КПД достигает максимального значения (обычно при нагрузке близкой к номинальной) и при больших нагрузках уменьшается. Последнее объясняется тем, что отдельные виды потерь (электрические и добавочные) растут быстрее, чем полезная мощность. В следствии того что часть потребляемой мощности тратится в однофазном режиме на создание обратного поля то КПД самый низкий, в конденсаторном режиме он намного больше чем в однофазном.