Файл: Лаб. работы 1.0-2.docx

3. Подсоединить выводы обмоток статора к клеммной колодке – рис.4.1а. Определить принадлежность «начало»-«конец» каждой обмотки методом подбора и методом трансформации – рис. 4.3.

4. Для АД с короткозамкнутым ротором соединить обмотки статора по схеме «звезда» - рис. 4.1б), включить его в сеть и записать значения пускового тока – Iп и тока холостого хода – Iхх; повторить опыт для схемы соединения «треугольник» - рис. 4.1в). Для АД с фазным ротором – рис. 4.5 выполнить аналогичные действия при трех разных значениях величины сопротивления пускового реостата – Rp (Rp = 0, Rp = R1, Rp = R2). Данные записать в таблицу 4.5.

Таблица 4.5.

Ток статора	АД с КЗ ротором			АД с фазным ротором
				Y				∆
	Y	∆	0		R1	R2	0		R1	R2
Iп, А
Iхх, А

5. Для АД с фазным ротором соединить обмотки статора по схеме «звезда» и собрать схему его включения согласно рис. 4.5. Изучить работу двигателя в режиме плавного пуска (уменьшая сопротивление пускового реостата Rp) и ознакомиться с регулированием угловой частоты вращения ротора с помощью пускового реостата. Построить механические характеристики двигателя при пуске для трех значений сопротивления реостата.

---

6. Собрать схему динамического торможения АД с независимым возбуждением для двигателя с короткозамкнутым ротором – рис. 4.7 (реостат R служит для изменения величины намагничивающего постоянного тока). Установить рубильник Q в среднее по схеме положение, автоматические выключатели QF1 и QF2 должны быть отключены. Включить автоматический выключатель QF1, запустить АД, переведя рубильник Q в верхнее по схеме положение, и дать ему разогнаться до номинальной угловой скорости. Отключить двигатель от сети – перевести рубильник Q из верхнего в нижнее по схеме положение, оценить время его остановки без использования режима динамического торможения. Установить рубильник Q в среднее по схеме положение, включить автоматические выключатели QF1 и QF2. Запустить АД, переведя рубильник Q в верхнее по схеме положение, и дать ему разогнаться до номинальной угловой скорости. Осуществить режим динамического торможения АД, для этого быстро переключить рубильник Q из верхнего в нижнее по схеме положение, оценить время остановки двигателя. Аналогичные опыты провести для АД с фазным ротором при трех значения сопротивления пускового реостата. Построить механические характеристики АД с фазным ротором в режиме динамического торможения.

---

Контрольные вопросы

1. Как определить угловую скорость вращения электромагнитного поля асинхронного двигателя ?

2. Как проверить сопротивления изоляции обмоток электродвигателя и определить пригодность его включения в электрическую сеть ?

3. Какие существуют способы определения выводов обмоток электродвигателей ?

4. Какие существуют способы определения начало-конец обмотки АД ?

5. Как подключаются обмотки статора АД на клеммной колодке и как осуществляются на ней соединения для его включения в ∆ и Y ?

6. В чем заключаются преимущества при пуске АД с фазным ротором по сравнению с АД с короткозамкнутым ротором ?

7. Какое назначение пусковых реостатов у АД ?

8. Как регулируют угловую частоту вращения АД с фазным ротором?

9. Как перевести АД в режим динамического торможения ?

10. Какие применяются схемы соединения обмоток статора и ротора?

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ МАЛОМОЩНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить способы облегчения пусковых режимов АД, работающих в условиях сельскохозяйственного производства. Изучить влияние величины напряжения питания на механические и электромеханические характеристики АД.

ПРОГРАММА РАБОТЫ.

1. Изучить влияние параметров источников электроснабжения на рабочие характеристики АД.

2. Изучить способы снижения пусковых токов АД при их питании от маломощных источников электроснабжения.

3. Исследовать экспериментальные характеристики АД при его пуске путем переключения обмоток статора по схеме «звезда-треугольник». Построить механические характеристики АД для этих схем соединения.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

В основном сельскохозяйственные источники электроснабжения являются маломощными (мощность трансформаторной подстанции составляет, как правило, 100…250 кВт), сельские электрические линии со стороны напряжения 220/380 В являются протяженными и обладают большим сопротивлением проводов. В этих случаях при пуске АД, имеющих 5…7 кратное значение величины пускового тока, наблюдается значительное снижение величины напряжения у потребителей, что отрицательно сказывается на режиме пуска включаемого электродвигателя и на работе других электроприемников. Для электродвигателей сельскохозяйственных электроприводов в рабочем режиме допустимые отклонения величины напряжения питания составляют от -5 % до + 5 %. При пуске АД с короткозамкнутым ротором допускается снижение величины напряжения на его зажимах до 70 % (при условии обеспечивания запуска системы электродвигатель – рабочая машина), для остальных работающих от данной электрической сети АД в этом случае оно может снижаться до 80 % от номинального значения. Применительно к объектам сельскохозяйственного производства на пуск и работу АД снижения величины напряжения в электрической сети сказываются уже при мощности электродвигателя от 10 кВт и более.

---

АД с короткозамкнутым ротором в зависимости от конструктивного исполнения обмоток ротора имеют различные механические – ω = f(M) и электромеханические – ω f(I) естественные характеристики, показанные на рис. 5.1, где 1 – для двигателей общего исполнения; 2 – для двигателей с повышенным пусковым моментом; 3 – для двигателей с повышенным скольжением; 4 – для двигателей с повышенными значениями пускового момента и скольжения.

Рис. 5.1. Естественные характеристики АД с короткозамкнутым ротором:

механические ω = f(М) и - - - электромеханические ω = f(I).

При выборе мощности электродвигателя его модификация определяется технологическими требованиями и характером механической характеристики рабочей машины. При выборе двигателя по пусковому и перегрузочному моментам необходимо учитывать влияние на момент электродвигателя колебания величины напряжения на обмотке статора. Момент АД пропорционален квадрату напряжения. Как следует из рис. 5.1 АД общего исполнения имеют большие кратности пускового тока, что в условиях работы от маломощных источников электроснабжения приводит к недопустимым снижениям величины напряжения в сети при их пуске.

Рис. 5.2. Схемы ограничения тока статора и момента АД с короткозамкнутым ротором: а – при помощи активных резисторов R; б – при помощи индуктивностей (реактивных резисторов) L; в – при помощи автотрансформатора Т.

Для ограничения значений пусковых токов АД с короткозамкнутым ротором и уменьшения пусковых моментов электроприводов применяются различные способы подключения обмоток статора к электрической сети, приведенные на рис. 5.2.

Принцип работы всех трех схем ограничения пусковых токов статора АД с короткозамкнутым ротором (рис. 5.2) одинаковый. Он заключается в том, что пуск электродвигателя осуществляется в два этапа. Вначале срабатывает магнитный пускатель КМ1 и на обмотки статора, включенные по схеме «звезда», подается пониженное напряжение питания. Происходит пуск АД, затем система электродвигатель - рабочая машина при пониженном напряжении питания разгоняется до установившейся угловой частоты вращения, близкой к номинальной. Затем включением магнитного пускателя КМ2 на обмотки статора АД подается номинальное напряжение сети, двигатель переходит работать на «ЕМХ». При отключении АД магнитные пускатели КМ1 и КМ2 отключаются одновременно. Применение рассмотренных схем (рис. 5.2) усложняет и удорожает установку, а поэтому должно использоваться только там, где это обосновано.

---

Широкое распространение, в том числе и для сельскохозяйственных установок, получил способ снижения пусковых токов АД с короткозамкнутым ротором, основанный на переключении обмоток статора со схемы соединения «звезда» (Y) на схему соединения «треугольник» (∆). При этом линейное напряжение сети в нормальном режиме работы подается на каждую из обмоток статора электродвигателя. Поэтому для электрической сети 3х фазного переменного тока напряжением 380/220 В (линейное напряжение 380 В) надо применять АД, рассчитанные на напряжение 660/380 В. В сетях с линейным напряжением 220 В (т.е. 220/127 В) применяют электродвигатели на напряжение 380/220 В. Схема ограничения пусковых токов АД с короткозамкнутым ротором переключением его обмоток статора со «звезды» на «треугольник» (Y → Δ) приведена на рис. 5.3, а его механические и электромеханические характеристики – на рис. 5.4.

Работа схемы, представленной на рис. 5.3, осуществляется следующим образом.

Рис. 5.4. Характеристики АД при переключении обмоток статора «Y→∆»:

механические: 1– рабочей машины ω = f1(M); 2 – АД для схемы «∆» и номинальном напряжении при пуске ω = f2(M); 3 – АД для схемы «∆» с учетом снижения напряжения при пуске ω = f3(M); 4 - АД для схемы «Y» и номинальном напряжении при пуске ω = f4(M); - - - электромеханические: 5 - для схемы «∆» ω = f5(I); 6 - для схемы «Y» ω = f6(I).

К клеммной колодке электродвигателя М подключены выводы его обмоток статора С1 – С6. При пуске АД вначале срабатывает магнитный пускатель КМ1 и обмотки статора подключаются к сети по схеме соединения «звезда». В этом случае на них подается напряжение, меньшее в раза номинального значения, и АД работает на искусственной механической характеристике. Происходит разгон системы электродвигатель – рабочая машина до установившейся угловой частоты вращения. Затем магнитный пускательКМ1 отключают, а только после этого включают магнитный пускатель КМ2. Контакты магнитного пускателя КМ2 подключают обмотки статора к сети по схеме «треугольник» и АД переходит к работе на «емх». Для отключения АД от сети надо отключить только магнитный пускатель КМ2.

---