Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

 

Цель работы

 

Ознакомиться с конструкцией, схемами включения, способами пуска в ход трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, рабочими характеристиками двигателя и их получением методом непосредственной нагрузки.

 

Программа лабораторных исследований

 

2.2.1 Ознакомиться с конструкцией и номинальными данными исследуемого двигателя.

2.2.2 Ознакомиться с электрической схемой, конструкцией лабораторного стенда, собрать схему исследований.

2.2.3 Провести пуск двигателя в ход:

- включением в сеть;

- с помощью реакторов, включенных в цепь статорных обмоток;

- переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

2.2.4 Снять рабочие характеристики двигателя при соединении обмоток:

- в звезду;

- в треугольник.

2.2.5 Оформить отчет по лабораторной работе и подготовить ответы на контрольные вопросы.

 

Пояснения и указания к работе

 

Принцип работы асинхронного двигателя описан в учебниках [1-3]. В двигателе с короткозамкнутым ротором обмотка ротора чаще всего представляет собой литую или сварную «беличью клетку». Короткозамкнутая обмотка ротора не позволяет применить способ пуска, используемый в двигателях с фазным ротором (введение дополнительного сопротивления в цепь обмотки ротора).

При прямом пуске статорная обмотка включается в сеть номинального напряжения и пусковой ток может превысить номинальный ток в 5-7,5 раза. В ряде случаев такая перегрузка для питающей сети недопустима. В данной работе предусматривается пуск двигателя включением реакторов Р последовательно в цепь каждой фазы и переключением «звезда - треугольник». Если в номинальном режиме фазные обмотки статора двигателя соединены в треугольник, то уменьшить пусковой ток можно, соединив их на время пуска в звезду. Линейный ток двигателя при таком пуске уменьшается в три раза. При достижении установившегося значения частоты вращения ротора обмотки статора переключаются в треугольник.

Тормозной момент на валу двигателя (нагрузка) регулируется с помощью электромагнитного тормоза. При изменении нагрузки изменяются все параметры режима работы двигателя: потребляемая мощность, ток статора, частота вращения ротора, коэффициент мощности, КПД. Величина нагрузочного момента отсчитывается с помощью стрелки, соединенной с качающимся статором тормоза.

Лабораторный стенд для исследования двигателя устроен следующим образом. На общей раме установлен двигатель и электромагнитный тормоз. Валы двигателя и тормоза соединены с помощью муфты. На пульте управления расположены: коммутационное поле для сборки схемы, электроизмерительные приборы, аппаратура управления двигателем и электромагнитным тормозом.

Схема исследования двигателя приведена на рис. 2.1.

 

Испытания и измерения

Пуск двигателя

 

Применение пуска по схеме «звезда - треугольник» позволяет снизить линейный пусковой ток в три раза. Инерционность установленных на стенде приборов не позволяет с необходимой точностью измерять броски тока. Поэтому в настоящей работе достаточно экспериментально установить качественное снижение пускового тока при использовании данного способа пуска. После сборки схемы и проверки её преподавателем переключатели S2_, S3 установить в такие положения, чтобы получить исследуемый способ пуска, а затем подать напряжение на обмотку статора с помощью пускателя S1 и произвести измерение пускового тока. Записать показания амперметра А для трех пусковых способов.

 

 

2.4.2 Снятие рабочих характеристик

 

Под рабочими характеристиками асинхронного двигателя понимают зависимости P₁, I₁, h, cosj, n, M=f(P2) при U₁=const, f₁=const. Порядок снятия рабочих характеристик следующий. Запустить двигатель. Включить питание ЛАТРа и, плавно увеличивая ток возбуждения тормоза, установить наибольшую нагрузку двигателя в опыте, соответствующую току статора (I, 1 - 1.2) I_н, где величина I_н берётся для принятой схемы соединения обмотки статора. Затем, разгружая двигатель уменьшением тока возбуждения тормоза в интервале от наибольшей нагрузки до холостого хода включительно, произвести измерение всех необходимых величин при 6 значениях момента нагрузки через примерно равные его интервалы и записать их в табл.2.1

 

Таблица 2.1

№ п/п	Опытные данные	Расчетные данные	Тип соединения обмотки
	U1, B	I1, A	P1, Вт	M, Н.м	n, мин^-1	Р2, Вт	h, %	Cosj
									D

 

C целью анализа рабочих характеристик при разных схемах соединений заполнить табл.2.2, используя значения, определенных из графических зависимостей рис. 2.2.

 

Таблица 2.2

Схема соединения	Р2, Вт	Р1, Вт	I, A	h, %	cosj	М, Н.м	n, мин^-1
D	Рн
0.5Рн
U	0.5Рн

2.5 Вопросы для контроля готовности студента к проведению

Лабораторной работы

 

2.5.1 Пояснить назначение элементов электрической схемы исследования двигателя.

2.5.2 Объяснить устройство и назначение элементов конструкции АД с короткозамкнутым ротором.

2.5.3 Перечислить и дать характеристику способам пуска двигателя [1-3].

 

2.5.4 Перечислить рабочие характеристики двигателя.

2.5.5. Каким образом регулируется мощность на валу двигателя?

2.5.6.По каким приборам производятся отсчёты при испытании двигателя.

 

Содержание отчета

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

- программу лабораторного исследования;

- паспортные данные исследуемого двигателя;

- электрическую схему исследования;

- таблицы результатов исследования и расчетов;

- формулы для обработки результатов измерений и результаты расчётов;

- графики полученных зависимостей.

Отчёт должен быть подготовлен в соответствии с требованиями СТП ЮРГТУ [6].