Изучение электрической схемы для выполнения опытов

Изучение принципа действия и конструкции асинхронных двигателей

Неподвижная часть машины называемая статором представляет собой полый шихтованный цилиндр с продольными пазами на внутренней поверхности. В пазах сердечника статора уложена обмотка статора. Сердечник изготавливают из листов электротехнической стали которые изолированны друг от друга.

Вращающая часть машины называемая ротором располагается во внутренней полости сердечника статора и состоит из сердечника ротора-обмотки и вала.

Ротор и статор разделены воздушным зазором. На наружной поверхности сердечника ротора имеются продольные пазы, в которых размещается обмотка ротора. Роторы могут выполняться двух видов, фазные и короткозамкнутые. Статор электромашины, неподвижная часть электрической машины, выполняющая функции магнитопровода и несущей конструкции

Обмотка короткозамкнутого ротора отливается из сплава аллюминия. Сплав заполняет пазы сердечника ротора и электрически соеденяет из между собой тарцевыми замыкающими кольцами. На валу расположены два подшипника устанавливаемые в подшипниковых щитах, которая крепится к станине. Если АМ на одном из выходных концов вала имеет вентилятор наружнего обдува, то он закрывается кожухом.

Рисунок 1- Асинхронный двигатель с фазным ротором

На рисунке 2:1-вал, 2-сталь ротора, 3-обмотка ротора, 4-сталь статора, 5-обмотка статора, 6-корпус статора, 7-подшипниковые шиты, 8-вентилятор, 9-контактные кольца, 10-ручка для подъема щеток.

Вопросы

1. При протекании трёхфазной системы токов по трёхфазной обмотке статора в двигателе создаётся магнитное поле с индукцией В(х), распределённой вдоль окружности воздушного зазора между статором и ротором по синусоидальному закону и вращающееся в направлении чередования фаз с угловой скоростью. Поле обеспечивает изменяющееся во времени потокосцепление с обмотками статора и ротора, индуктирующее в них ЭДС электромагнитной индукции.

2. Скольжение асинхронного двигателя — относительная разность скоростей вращения ротора и изменения переменного магнитного потока, создаваемого обмотками статора двигателя переменного тока. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.

3. Под действием ЭДС ротора в проводниках обмотки протекают переменные токи, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем.

4. В результате взаимодействия переменного тока с магнитным полем на проводники ротора действуют электромагнитные силы (силы Ампера), определяющие момент М, который может привести ротор во вращение в направлении вращения поля, преодолевая момент сопротивления.

5. Ротор не может разогнаться до скорости поля из-за наличия момента сопротивления на валу.

6. Реверсирование асинхронных двигателейдостигается изменением порядка следования фаз на зажимах обмотки статора. При изменении положения переключателя меняется порядок следования фаз на зажимах двигателя (А - В - С на Л - С - В), что приводит к изменению направления вращения магнитного поля, а следовательно, и к изменению направления вращения ротора.

Скорость вращения магнитного поля и связанная с ней скорость вращения двигателя зависят от частоты тока f и числа пар полюсов обмотки р.

Мгновенный реверс возможен лишь в трехфазной сети, и то надо соблюсти ряд условий! В однофазном включении это не возможно.

7. Подключая виток к источнику электрической энергии, по проводнику начнет проходить электрический ток i. Ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы F. В результате совместного действия этих сил создается электромагнитный вращающий момент М, направленный против часовой стрелки, приводящий якорь с проводником во вращении. Соединяя вал якоря с каким-либо механизмом или устройством (колесной парой тепловоза или электровоза, станком и пр.), электродвигатель будет приводить это устройство во вращение, т.е. отдавать ему механическую энергию. При этом внешний момент М_вн, создаваемый этим устройством, будет направлен против электромагнитного момента М.

Изучение электрической схемы для выполнения опытов

Рисунок 2 -Схема соединений блоков стенда

Таблица1 - Перечень используемой аппаратуры стенда

Обозна- чение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трёхфазный источник питания	01.2	~400 В, 16 А
G2	Источник питания машины постоянного тока	06.1	- 0…250 В, 3 А – якорь, - 200 В, 1 А - возбужд.
G4	Машина постоянного тока	01.2	90 Вт,220В, 0,56А-якорь, 2х110В,0,25 А -возбужд
G5	Преобразователь угловых перемещений		6 вых.каналов, 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока в режиме двигателя	102.1	35 Вт,~220В, 0,35А, статор , ротор ; 1250об/мин, cosj = 0,73, КПД 36%
А2,А7	Трёхфазная трансформаторная группа	47.1	3х80ВА, 230/242,235,230, 226, 220,133 В
А6,А8	Трёхполюсн. выключат.	01.1	~400 В, 10 А
А9	Реостат для цепи ротора машины перемен. тока	07.1	3 х 0…40 Ом, 1 А
А10	Активная нагрузка	06.1	220 В, 3 х 0…50 Вт
Р1	Блок мультитметров	508.2	3 мультиметра: 0...1000 В; 0...10 А; 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А
Р3	Указатель частоты вращения	06.2	2000…0…2000 об/мин

Назначение элементов стенда

М1 –испытуемый асинхронный двигатель М1, получающий питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника G1 синусоидального напряжения промышленной частоты.

G4 – машина постоянного тока, работающая в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающая в качестве нагрузочной машины.

G2 – источник питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока.

G5 – преобразователь угловых перемещений, генерирующий импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.

А8 – выключатель, служит для замыкания накоротко реостата А9 при двухступенчатом пуске двигателя М1 с фазным ротором и снятии естественных характеристик.

А9 – реостат, служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором.

А10 – реостат, служит нагрузкой генератора G4, создающего нагрузочный момент на валу исследуемого двигателя М1.

Р1 – блок мультиметров, позволяет измерять постоянные и переменные напряжения и токи, а также омические сопротивления.