Изучение однофазного электродвигателя

Цель работы: Изучение устройства, принципа работы и основных характеристик однофазного асинхронного электродвигателя (АЭД).

Краткие теоретические сведения. Однофазными называются двигатели, включаемые в однофазную сеть переменного тока. Обычно электродвигатели мощностью до 1 кВт.

 

Рис.22.1. Механическая характеристика однофазного АЭД. 1,3-собственные механические характеристики для прямой и обратной последовательностей.

2- Результирующая механическая характеристика однофазного АЭД.

М пуск ^// - пусковой момент при наличии пускового устройства.

Статор однофазного АЭД содержит 1, 2, 3 -фазные обмотки, а роторная обмотка выполнена в виде беличьей клетки.

 

Однофазная статорная обмотка создает пульсирующее магнитное поле, состоящее из двух вращающихся в противоположные стороны одинаковых магнитных полей.

 

а б

Рис.22.2. Схема включения однофазного электродвигателя.

а- с пусковым и рабочим конденсаторами, б- с пусковым конденсатором.

Вращающиеся поля, как показано на рис.22.1, создают вращающие моменты противоположного знака, поэтому суммарный пусковой момент однообмоточного АЭД равен нулю, и не пускается. Если двигателю придать направление вращения, то один из вращающих моментов преобладает и дви­гатель разгоняется.

На рис. 22.2 показаны АЭД с пусковой (ПО) и рабочей (РО) обмотками. Для фазового сдвига тока ПО включают через конденсатор или выполняют с иным чем у РО соотношением активного и реактивного сопротивления, поэтому сдвиги фаз между напряжением и током в РО и ПО (и магнитными полями) различны. Конструктивно на магнитопроводе обмотки также расположены под углом 90^о друг к другу и создают вращающееся магнитное поле. После разгона ПО обычно отключают, поскольку величину номинального момента она не увеличивает.

Для создания фазового сдвига в ПО последовательное включают также активные сопротивления.

Выпускают специальные конденсаторные двигатели с двумя РО обмотками в статоре, одна из которых включена в сеть через р а б о ч и й конденсатор, а другая непосредственно. Для пуска параллельно рабочему конденсатору включают п у с к о в о й конденсатор. Для конденсаторных электродвигателей полная мощность конденсатора примерно равна полной мощности двигателя при круговом поле.

На рис. 22.3. показано включение трехфазного АЭД через конденсатор в однофазную сеть переменного тока. АЭД работает при трехфазном напряжении, возникающим за счет фазосдвигающих конденсаторов.

Недостатком конденсаторных двигателей является зави­симость оптимальной величины конденсатора от нагрузки.

Выпускают двигатели с экранированными или полюсами. В указанных двигателях часть магнитопровода охвачена короткозамкнутыми медными кольцами, что вызывает фазовый сдвиг части магнитного потока.

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Соберите схему АЭД с пусковым и рабочим конденсаторами согласно рис.22.3. Запустите АЭД. Изменяя значение конденсатора С и тормозного момента добейтесь максимальной мощности, но чтобы ток ни в одной обмотке статора не превышал номинальное значение. Определить значение максимальной мощности на валу и сравнить ее с паспортными данными мощности двигателя. Заполните таблицу 22.1.

Рис.22.3. Трехфазный АЭД в однофазном режиме с конденсатором СВ.

Расчетные соотношения.

P вала = Pпост + P пер + P ламп; 22.1.

Pпост = Pхх/2; 22.2.

Pпер = Iя ²Rя; 22.3.

Рламп = Uя Iя. 22.4.

Таблица 22.1.Экспериментальные данные для однофазного электродвигателя

N Uф I_А I_В I_С Ра Р в Р с Рсети Рпост Рпер Uя Iя Рламп Рвала М Соs

об/мин В А А А Вт Вт Вт Вт Вт Вт В А Вт Вт Нм

 

2.Уменьшите тормозной момент до минимума (отключите напряже­ние возбуждения ГПТ). Измерьте снова токи статорных обмоток и сравните их с номинальными.

 

Рис.22.3.Схема включения однофазного коллекторного электродвигателя.

 

3.Изучите однофазный двигатель с РО и ПО. Обратите внимание на конструкцию обмоток, их располо­жение и соотношение диаметров обмоточного провода. Включите двигатель.

4.Включите однофазный коллекторный электродвигатель в сеть переменного тока через реостат. Обратите внимание на не­устойчивость частоты вращения без нагрузки.

6.Изучите устройство и принцип действия асинхронного электродвигателя с экранированными (расщепленными полюсами).

Выводы

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назначение и область применения однофазных электродвигателей.

2.Устройство однофазных АЭД переменного тока с пусковым реостатом.

3.Устройство однофазного АЭД с пусковой и рабочей обмотками.

4.Устройство однофазного АЭД с фазосдвигающим конденсатором.

5.Эксплуатационные характеристики трехфазного электродвигателя в однофазном режиме.

6.Реверс асинхронного электродвигателя в однофазном режиме.

7.Пусковой

6.Реверс асинхронного электродвигателя в однофазном режиме.

7.Пусковой и рабочий ток однофазного АЭД.

8.Паспортные данные однофазных АЭД.

9.Устройство коллекторного электродвигателя.

10.Как выбрать фазосдвигающий конденсатор АЭД если нагрузка двигателя

изменяется в широких пределах?

11.Можно ли считать трехфазный АЭД при об­рыве фазы эквивалентным однофазному электродвигателю?

12.Почему однофазный электродвигатель с одной РО обладает нулевым пусковым моментом?

13.Почему в трехфазном АЭД в однофазном режиме нельзя получить номинальную мощность с помощью фазосдвигающего конденсатора?

 

 

Литература

 

Электрические машины. Учеб. для вузов/ И.П Копылов - 4-е изд., испр.- М.: Высшая школа, 2004-607 с.