Испытание однофазного асинхронного двигателя

 

Особенности однофазного двигателя

 

Однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение в бытовых установках и там, где отсутствует трехфазная сеть [6]. По эксплуатационным и технико-экономическим показателям однофазные двигатели уступают трехфазным:

‑ не обладают пусковым моментом, поэтому для их пуска нужны специальные устройства (механические или электромагнитные);

‑ потребляют намагничивающий ток больший, чем трехфазные двигатели той же мощности и напряжения и, следовательно, имеют более низкий коэффициент мощности;

‑ коэффициент полезного действия и перегрузочная способность меньше, чем у трехфазных двигателей.

Данные недостатки являются причиной того, что однофазные асинхронные двигатели выпускаются на мощность до 1, редко до 5 кВт. Однако основное преимущество однофазных двигателей перед трехфазными, возможность питания от двухпроводной сети, делает их в ряде случаев незаменимыми. Обладая преимуществами однофазных, конденсаторные двигатели имеют пусковой момент и хорошие энергетические характеристики. Поэтому они выпускаются на значительные мощности (до 10 кВт). Ротор однофазных двигателей выполняется в виде беличьей клетки.

 

 

Цель работы

 

Целью работы является изучение конструкции и принципа действия однофазного двигателя, способов пуска в ход, определение и сравнение его характеристик с характеристиками трехфазного двигателя.

 

 

Программа работы

 

1. Ознакомиться с конструкцией испытываемых машин и записать их паспортные данные.

2. Снять характеристику холостого хода трехфазного асинхронного двигателя и определить его механические потери.

3. Провести испытание трехфазного двигателя по схемам трехфазного, однофазного и конденсаторного двигателей. Снять и построить рабочие характеристики для всех схем питания:

Р₁; I₁; n; М₂; h; s; cosj = f (Р₂).

4. Снять и построить характеристики конденсаторного двигателя при постоянной мощности Р₂ и изменении рабочей емкости:

Р₁; I₁; n; М₂; h; s; cosj = f (C_p).

5. По опытным данным построить для разных видов машин соответствующие характеристики, провести их сравнительный анализ.

 

 

Лабораторный стенд

 

Для испытания используют трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором АИР56А4У3, Р_н = 0,12 кВт, cosφ = 0,86, n = 1360 об/мин., Δ/Υ – 220/380 В – 0,73/0,42 А, КПД – 63 %, нагрузка которого осуществляется электромагнитным тормозом.

Схема включения трехфазного двигателя представлена на рис. 5.1. Обозначения выводов обмоток соответствуют табл. 1.1. Нагрузка фаз симметрична, поэтому ток и напряжение измеряются в одной фазе. Схема измерения мощности дана принципиально и отличается от реальной на стенде.

Схема включения трехфазного двигателя как однофазного дана на рис. 5.2. Подключение его к сети производится трехфазным автоматическим выключателем Р1, у которого задействованы только два полюса. Пуск в ход реального двигателя в однофазном режиме осуществляется при включении всех конденсаторов. Если после пуска отключены не все конденсаторы, то двигатель работает как конденсаторный. Если после пуска ключ К6 отключить, то двигатель работает как однофазный. Возможные схемы включения конденсаторов для запуска трехфазного двигателя в режиме однофазного представлены на рис. 5.3.

Представленные на рис. 5.1, 5.2 схемы включения двигателей являются принципиальными. Для включения двигателя на стенде следует воспользоваться схемой испытания рис. 3.1 или 4.1. Пусковые сопротивления не используются, а вместо генератора на источник постоянного тока через амперметр группы измерительных приборов подключается электромагнитный тормоз. Конденсаторы необходимых параметров отсутствует на типовом стенде и выполнены в виде отдельного блока со встроенными переключателями.

Во всех случаях двигатель запускается в режиме трехфазного пуска при включении обмоток статора звездой или треугольником методом снижения напряжения в момент пуска и без нагрузки. После разворачивания двигателя, устанавливают номинальное напряжение на нем и для однофазного режима «обрывают» одну фазу питающей сети. Нельзя обрывать фазу, в которую включены какие-либо приборы. Когда двигатель работает в однофазном режиме к нему можно подключить батарею конденсаторов включением необходимых коммутационных ключей. Величину емкости конденсаторов следует увеличивать постепенно от минимально возможного до требуемого значения. Пуск в однофазном режиме с пусковыми емкостями нежелателен, так как при этом наблюдается бросок тока, вызывающий срабатывание защиты стенда. Число оборотов двигателя определяется по вольтметру тахогенератора, который на схеме не указан.