Правила техники безопасности при работе в учебной лаборатории

Перед началом работ в лаборатории все студенты обязаны ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с электротехническими установками и расписаться в соответствующем жур­нале, хранящемся у заведующего лабораторией.

При выполнении лабораторных работ по электрическим маши­нам следует помнить, что испытания проводятся при напряжениях до 250 В, а в некоторых случаях и выше. При неблагоприятных услови­ях опасные поражения электрическим током могут произойти даже при напряжении ниже 50 В, Поэтому во время работы студенты должны быть внимательны, дисциплинированны и строго соблюдать следующие требования техники безопасности.

1. Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, все члены студенческой бригады должны обстоятельно ознакомить­ся с оборудованием лабораторной установки и устройством отдельных ее частей. Студенты обязаны знать номинальные данные иссле­дуемых электрических машин и не допускать их превышения в ходе работы, за исключением случаев, оговоренных особо.

2. К сборке электрической схемы необходимо приступать только
после разрешения преподавателя, убедившись, что ни одна из частей
установки не находится под напряжением.

3. При обнаружении на лабораторном стенде неисправностей
следует обратиться к дежурному лаборанту. Работа на неисправном
стенде категорически запрещается.

4. Включение установки под напряжение разрешается только по­сле проверки схемы и всей установки преподавателем.

5. В процессе выполнения лабораторной работы категорически
запрещается прикасаться к находящимся под напряжением оголенным токоведущим участкам схемы и вращающимся частям электри­ческих машин.

6. Все необходимые переключения в схемах разрешается произ­водить лишь при полном отключении напряжения.

7. Студентам запрещается делать какие-либо переключения на
главном распределительном щите и заходить за лабораторные стенды.

8. Если в ходе работы требуется сделать перерыв (для выполнения
контрольных расчетов, консультации с преподавателем, на отдых и
т.д.), то напряжение со стенда должно быть полностью снято.

9. Категорически запрещается оставлять без присмотра даже на
короткое время лабораторную установку, находящуюся под напряжением.

10. По окончании работы в первую очередь со стенда должно
быть снято напряжение. После утверждения преподавателем, полу­
ученных экспериментальных данных, схема разбирается и рабочее ме­сто приводится в порядок.

Нарушение правил техники безопасности и поведения в лабора­тории рассматривается как серьезное нарушение дисциплины.

 

Требования и рекомендации по подготовке к лабораторной работе и оформлению отчета

Перед каждой лабораторной работой студент должен самостоя­тельно, используя рекомендованную литературу и настоящее руково­дство, подготовиться и знать следующие основные вопросы:

- устройство и принцип действия исследуемой электрической
машины;

- вид ее основных характеристик;

- назначение всех элементов испытуемой установки, их взаи­модействие и обозначение на электрической схеме.

Перед началом занятий преподаватель проверяет устно, пись­менно или при помощи контролирующих устройств знания студен­тов и их готовность к выполнению предстоящей работы.

К каждому следующему занятию студент представляет отчет о предыдущей работе и защищает его.

Студент, не представивший отчет о предыдущей работе, к лабо­раторным занятиям не допускается.

Отчет выполняется каждым студентом индивидуально на стандартных листах формата А4 (287мм X 210 мм).

Отчет должен содержать:

1) титульный лист с названием работы, фамилией студента, ука­занием его факультета, курса и группы, фамилией проверяющего
преподавателя и т.д.;

2) программу работы;

3) номинальные данные исследуемых машин;

4) электрическую схему (схемы) установки, выполненную в со­ответствии с действующими стандартами;

5) таблицы экспериментальных и расчетных данных. Каждая
таблица должна иметь название и порядковый номер, в таблице обя­зательно должны быть указаны единицы измерения приведенных ве­личин;

6) пример расчета данных, необходимых для построения графи­ков и диаграмм;

7) рисунки опытных и расчетных характеристик, выполненные
на листах формата А4 с помощью графических редакторов или вручную. Рисунки должны сопровождаться названием, порядковым номером и необходимыми поясняющими надписями. На графиках должны быть четко проставлены все экспериментальные точки, имеющиеся в соответствующей таблице. Характеристики проводятся в виде плавных кривых таким образом, чтобы число «выпавших» экспериментальных точек по обе стороны кривой было примерно равным;

8) выводы по проделанной работе. В выводах должно быть в краткой форме сделано заключение по каждому из проделанных опытов и по каждой опытной и расчетной характеристике.

 

 

Теоретические сведения об асинхронном двигателе

С короткозамкнутым ротором

 

Конструкция АД с короткозамкнутым ротором упрощенно показана на рис.в1

 

 

 

Рис. в1

1 – корпус (станина), 2 – сердечник статора, 3 – обмотка статора, 4 – сердечник ротора, 5 – обмотка ротора, 6 – воздушный зазор, 7 – вентиляционные каналы, 8 – вал ротора.

 

Все трехфазные асинхронные двигатели имеют конструктивно одинаковые статоры и различаются выполнением обмотки ротора. По конструкции обмотки ротора эти двигатели подразделяются на два типа: с короткозамкнутой обмоткой (короткозамкнутые) и с фазной. Трехфазный двигатель предназначен для включения в трехфазную сеть, поэтому он имеет обмотку статора, состоящую из трех фазных обмоток, при прохождении через которые токи, поступающие из трех фаз сети, возбуждают вращающееся магнитное поле. Для усиления магнитного поля и придания ему необходимой формы сердечники собирают, из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака.

К корпусу двигателя, который отливают из чугуна или стали, прикрепляют все остальные части двигателя. Сердечник статора имеет вид полого цилиндра с продольными пазами по внутренней поверхности.

В пазы укладываются три фазные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на угол 120град. Внутри корпуса сердечник статора укрепляется с помощью прокладки из немагнитного материала для того, чтобы не допускать образования в нем магнитного поля и, следовательно, вихревых токов.

Частота вращения магнитного поля статора в об/мин определяется соотношением

где - число пар полюсов статора; - частота питающего напряжения статора.

Тогда при питании двигателя от сети промышленной частоты = 50 Гц и =1 частота вращения поля статора равна = 3000 об/мин. Для получения меньших частот вращения статоры выполняют с многополюсными обмотками ( > 1).

Короткозамкнутый ротор АД состоит из стального вала, цилиндрического сердечника, насажанного на вал ротора, короткозамкнутой обмотки и лопастей, осуществляющих вентиляцию машины. Сердечник ротора имеет вдоль поверхности продольные пазы, в которые укладывается обмотка, представляющая собой неизолированные медные или алюминиевые стержни, замкнутые накоротко на торцах ротора двумя торцевыми кольцами. Если эту обмотку мысленно вынуть из стального цилиндрического сердечника ротора, то она будет выглядеть как беличья клетка.

В асинхронных двигателях средней и малой мощности короткозамкнутую обмотку ротора получают путем заливки расплавленного алюминиевого сплава в продольные пазы сердечника. Вместе с обмоткой отливают также торцевые короткозамыкающие кольца и лопасти для вентиляции машины.

 

Рис. в2

 

В обмотке статора асинхронного двигателя при прохождении переменного тока возбуждается вращающееся магнитное поле, которое, пересекая проводники обмотки ротора, наводит в них переменную ЭДС. Так как обмотка ротора замкнута, то наведенная ЭДС вызывает в роторе ток. В результате взаимодействия проводников с током ротора и вращающегося магнитного поля возникает сила, заставляющая ротор вращаться в направлении вращения поля. Таким образом, принцип работы асинхронного двигателя основан на использовании взаимодействия вращающегося магнитного поля, создаваемого переменным током в обмотке статора и проводниками с током обмотки ротора. Так как вращение магнитного поля статора происходит асинхронно с вращением ротора двигателя, т. е. частота вращения ротора и поля отличается, двигатель называется асинхронным.

 

Цель работы – овладение практическими навыками экспериментального определения рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и оценки потребительских свойств этого двигателя.

 

Программа работы

 

1. Изучить устройство и элементы конструкции двигателя.

2. Определить экспериментальным путем следующие характеристики двигателя: холостого хода, короткого замыкания, рабочие, механические.

3. Выполнить опыт «идеального» холостого хода.

4. Определить рабочую характеристику двигателя расчетным путем по электрической схеме замещения.