Двигателя с короткозамкнутым ротором

Цель:

1. Изучить основные свойства асинхронного двигателя.

2. Опытным путём снять и построить рабочие характеристики.

3. Приобрести навыки управления двигателем.

 

Краткие сведения из теории:

Трёхфазный асинхронный двигатель имеет обмотку статора, подключаемую к трёхфазной сети переменного тока и обмотку ротора, которая может быть выполнена по двум вариантам: короткозамкнутая и фазная.

Принцип действия асинхронного двигателя основан на использовании вращающегося магнитного поля. При включении двигателя в сеть трёхфазного тока в статоре образуется вращающееся магнитное поле, силовые линии которого пересекают стержни или катушки обмотки ротора. При этом, согласно закону электромагнитной индукции, в обмотке ротора индуцируется ЭДС, пропорциональная частоте перемещения силовых линий. Под действием индуцированной ЭДС в короткозамкнутом роторе возникают значительные токи.

В соответствии с законом Ампера на проводники с током, находящиеся в магнитном поле, действуют механические силы, стремящиеся устранить причину, вызывающую индуцированный ток, т.е. пересечение стержней обмотки ротора силовыми линиями вращающегося поля. Таким образом, возникшие механические силы будут раскручивать ротор в направлении вращения поля, уменьшая скорость пересечения стержней обмотки ротора магнитными силовыми линиями.

Механической характеристикой двигателя называется зависимость его скорости от развиваемого момента ω (М) или усилия υ (F).

Электромеханической характеристикой называется зависимость скорости двигателя от тока ω(I).

Скольжением называют разность n₁ – n₂, т.е. частоту вращения магнитного поля относительно ротора. Скольжение зависит от момента нагрузки на валу двигателя.

Скольжение в долях частоты вращения поля определяется по формуле:

s = · 100 %.

При неподвижном роторе  s = 1. При 0 < s < 1 машина работает в режиме двигателя, частота вращения ротора n ₂ меньше или равна частоте вращения магнитного поля статора n ₁. Если n₂ > n₁ , то машина перейдёт в режим работы генератора переменного тока.

 

25

8. По данным опыта постойте регулировочную характеристику:

 

                   I_возб, А

 

 

                                                                                                  

                                                                                              I_нагр, А

 

9. По выполненной работе сделайте выводы и ответьте на вопросы.

 

Выводы:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Контрольные вопросы:

1. С какой целью применяют принудительное охлаждение машины постоянного тока?_____________________________________________________________________________________________________________________________

 2. Какая ЭДС индуцируется в витках обмотки генератора постоянного тока?__________________________________________________________________

3. Каково основное назначение коллектора?________________________________

___________________________________________________________

4. Чем определяется ЭДС при холостом ходе генератора последовательного возбуждения?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Как должен изменяться магнитный поток, сцеплённый с витком, чтобы в витке индуцировалась постоянная ЭДС?___________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________

 

24

В любой машине чётко выделяются подвижная (ротор) и неподвижная (статор) части. Часть машины, в которой индуцируется электродвижущая сила (ротор), называют якорем, а часть машины, в которой создаётся магнитное поле возбуждения (статор) – индуктором.

Работа электрической машины характеризуется взаимодействием двух направленных навстречу друг другу вращающих моментов, один из которых создаётся механическими, а другой – электромагнитными силами. Кроме того, работа двигателя и генератора характеризуется взаимодействием напряжения сети и ЭДС, возникающей в обмотке якоря.

Различают генераторы независимого возбуждения и генераторы с самовозбуждением.

В генераторах независимого возбуждения основной магнитный поток создаётся либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (обмоткой возбуждения), питаемым от источника постоянного тока.

В генераторах с самовозбуждением питание обмотки главных полюсов осуществляется напряжением самого генератора. При этом отпадает необходимость в отдельном источнике энергии. В зависимости от схемы включения обмотки возбуждения различают генераторы параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Основные характеристики генераторов:

· холостого хода – зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и отключённой нагрузке Е = f (I _в);

· внешняя характеристика – зависимость нагрузки на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном сопротивлении цепи возбуждения U = f (I);

· регулировочная характеристика – зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянных частоте вращения и напряжении на зажимах генератора I _в = f (I).

 

Порядок выполнения работы:

1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке 1.

 Рисунок 1.

 

21

2. Данные всех приборов и машин занесите в таблицу 1.