Литература

1. 
   Кацман М. М. Электрические машины – М.: ВШ, 2000, с.61…65.
   
2. 
   Кацман М.М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу: Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. - 4-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г. – 256 с.
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема: Исследование трехфазного асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки.

Цель:Изучить конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором; освоить приемы опытной проверки обозначений выводов обмотки статора и экспериментального исследования асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки.

Студент должен знать:

• 
  принцип действия и устройство трехфазного асинхронного двигателя;
  
• 
  понятие о скольжении;
  
• 
  электромагнитный момент асинхронного двигателя;
  
• 
  зависимость момента от скольжения; перегрузочная способность асинхронного двигателя;
  
• 
  рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя.
  

уметь:

• 
  экспериментально проверять обозначение выводов обмотки статора;
  
• 
  собирать схему, производить пробный пуск двигателя и реверсирование двигателя.
  

Теоретическое обоснование

При анализе результатов лабораторной работы в первую очередь следует сделать заключении о соответствии данных номинального режима, полученных экспериментально, паспортным данным электродвигателя. Затем, анализируя рабочие характеристики, нужно объяснить двигателя вид полученных графиков.

Например, график тока I₁ = f(P₂) не выходит из начала координат, так как в режиме х. х. (Р₂ = 0) двигатель потребляет из сети ток х. х. I₁₀, обусловленный потерями х. х.

Характеристика частоты вращения n₂ = f(Р₂) имеет падающий вид, т. е. с ростом нагрузки частота вращения ротора уменьшается. Это объясняется ростом скольжения s. При этом чем больше активное сопротивление обмотки ротора r'₂, тем больше наклон этой характеристики к оси абсцисс, так как увеличение r'₂ вызывает рост электрических потерь в цепи ротора , а следовательно, рост скольжения, величина которого пропорционально электрическим потерям в роторе

---

s = Р_э2/Р_эм.

Небольшое значение коэффициента мощности соsφ₂ в зоне малых нагрузок двигателя объясняется тем, что в режиме х. х. и при небольшой нагрузке двигателя ток статора меньше номинального и в значительной части является намагничивающим током, имеющим фазовый сдвиг относительно напряжения сети близкий к 90°.

Значительная величина намагничивающего тока в асинхронных двигателях обусловлена наличием воздушного зазора между статором и ротором. С ростом нагрузки двигателя ток I₁, потребляемый двигателем из сети, увеличивается в основном за счет активной составляющей, что и способствует росту коэффициента мощности соsφ₂.
Ход работы

1. 
   Проверка обозначения выводов обмотки статора.
   

Для правильного соединения обмотки статора в звезду или в треугольник необходимо точно знать маркировку выводов обмотки статора. Это делают следующим образом. Сначала определяют пары выводов каждой фазной обмотки статора. Это можно сделать с помощью «сигнальной» лампы, включенной, как это показано на рисунке 5.2, а. Прикоснувшись концом одного из проводов этой лампы какого-либо вывода обмотки статора, концом другого провода, подключенного к сети, касаются поочередно других выводов обмотки. При прикосновении к одному из выводов лампа загорается. Это свидетельствует о том, что пара выводов, которых ка­раются в данный момент концы проводов, принадлежат одной фазной обмотке. Эту пару выводов отмечают и переходят к отысканию выводов второй, а затем и третьей фазных обмоток.

Затем определяют начала и концы каждой фазной обмотки. Для этого, обозначив произвольно начала и концы всех трехфазных обмоток соединяют последовательно какие-либо две из них (например, фазные обмотки А и В), как это показано на схеме рисунок 5.2, б, и подключают их к источнику переменного тока. Последовательно в цепь включают резистор r такого сопротивления, чтобы ток в цепи этих обмоток превысил номинального значения. К оставшейся третьей фазной обмотке подключают вольтметр (можно воспользоваться «сигнальной лампой). Если предварительная маркировка выводов обмоток А и В была правильной, то вольтметр, подключенный к выводам фазы С, не покажет напряжения (лампа не загорится). Объясняется это тем что ось результирующего потока фазных обмоток А и В Ф = Ф_А

---

+ Ф_В направлена под углом 90° к оси фазной обмотки С и поэтому не наводит в ней ЭДС. Если же предварительная маркировка выводов одной из обмоток, например обмотки В, оказалась неправильной и схема имела вид, представленный на рисунке 5.2, в, то ось результирующего потока обмоток А и В совпадает с осью фазной обмотки С и наводит в той обмотке некоторую ЭДС, при этом вольтметр на выводах обмотки С покажет напряжение (лампа загорится).

2) Схема включения и пробный пуск двигателя. Схема включения двигателя (см. рисунок 5.1) содержит двухэлементный ваттметр, предназначенный для измерения активной мощности, потребляемой двигателем из сети. Токовые катушки этого ваттметра включены в сеть через измерительные трансформаторы тока. После проверки схемы преподавателем осуществляют пробный пуск двигателя замыканием рубильника. Предварительно следует замкнуть ключ 2, шунтирующий амперметр А, с целью предохранения его от чрезмерно большого пускового тока двигателя. Затем двигатель отключают от сети и меняют местами любую пару проводов, соединяющих обмотку статора с сетью. В этом случае вращающееся поле статора при включении обмотки статора в сеть будет вращаться в направлении, противоположном тому, какое было до переключения проводов. Другими словами, произойдет реверс двигателя, т. е. его ротор будет вращаться в другую сторону.

3) Снятие данных и построение рабочих характеристик. Замкнув рубильник 1 (при замкнутом ключе 2), включают двигатель в сеть (см. рисунок 5.1). Затем, разомкнув ключ 2, с помощью электромагнитного тормоза (ЭМТ) либо другого нагрузочного устройства создают на валу двигателя нагрузочный момент М и увеличивают его до тех пор, пока ток в цепи статора не достигнет значения I₁ = 1,2I_1ном. При этом через приблизительно одинаковые интервалы тока I₁ снимают показания приборов и заносят их в таблицу 5.1. Первый отсчет по приборам делают в режиме х. х. (М₂ = 0). Всего необходимо снять не менее пяти показаний, из них одно должно соответствовать номинальному режиму (I₁ = I_1ном).



Рисунок 5.1 - Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором для исследования методом непосредственной нагрузки

---

Рисунок 5.2 - Схемы для определения выводов «начало» и «конец»

фазных обмоток статора асин­хронного двигателя
Затем выполняют расчеты: подводимого к двигателю мощность (Вт)
P₁ = P^'₁k_тC_w; (5.1)
полезная мощность двигателя – мощность на валу (Вт)
P₂ = 0,105М₂n₂, (4.2)

если М_а измеряется в кГ·М, то
Р₂ = 1,03M₂ n₂ ; (5.3)
КПД двигателя

(5.4)
коэффициент мощности

(5.5)
Скольжение
(5.6)
где k_т - коэффициент трансформатора тока;

M₂ - нагрузочный момент, Нм;

n₂ - частота вращения ротора, об/мин;

С_w - цена деления ваттметра, Вт/дел.

По данным таблицы 5.1 строят рабочие характеристики двигателя (на одной координатной сетке); I₁; n₂; М₂; η; s; cosφ = f(P₂), примерный вид которых показан на рисунке 5.3.



Рисунок 5.3 – Рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя
Таблица 5.1 – Результаты измерений и расчетов

Номер измерения	Измерения					Вычисления
	U1, В	I1, А	P'1, дел	n2, об/мин	M2, Н∙м	P1, Вт	P2, Вт	η, %	cosφ	s

Контрольные вопросы

1. 
   На чем основан принцип действия асинхронного двигателя?
   
2. 
   Что такое скольжение, и каким, оно обычно бывает у асинхронных двигателей общего применения?
   
3. 
   С какой целью у асинхронного двигателя обычно делают все шесть выводов обмотки статора?
   
4. 
   Как определить начало и конец фазной обмотки статора?
   
5. 
   Что такое реверс и как его осуществить в трехфазном асинхронном двигателе?
   
6. 
   В чем сущность метода непосредственной нагрузки при исследовании асинхронного двигателя
   
7. 
   Какие характеристики асинхронного двигателя называют рабочими?
   
8. 
   Почему относительная величина тока х. х. у асинхронного двигателя больше, чем у трансформатора такой же мощности?
   
9. 
   Как изменится вращающий момент асинхронного двигателя, если напряжение на его выводах обмотки статора уменьшить в раз?
   
10. 
    Что такое перегрузочная способность, асинхронного двигате­ля и какова, ее зависимость от напряжения питания двигателя?
    

---

Содержание отчета

1. 
   Номер, тема и цель работы.
   
2. 
   Схема опыта (рисунок 5.1).
   
3. 
   Ход работы.
   
4. 
   Паспортные данные асинхронного двигателя, измерительных приборов и регулировочных устройств.
   
5. 
   Результаты измерений и расчетов (таблица 5.1).
   
6. 
   Рабочие характеристики двигателя.
   
7. 
   Ответы на контрольные вопросы.
   
8. 
   Вывод о проделанной работе.
   

Литература

1. 
   Кацман М. М. Электрические машины. – М.: Высшая школа, 2000, с. 100…101; 137…145; 162…175.
   
2. 
   Кацман М.М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу: Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. - 4-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г. – 256 с.
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

---

Смотрите также файлы

• I know a face, a lovely face As full of beauty as of grace.docx

• .docx

• Зат есім Сын есім.doc

• Урок геометрии в 8 классе по теме Площади. Теорема Пифагора.docx

• Определение результатов хозяйственной деятельности за отчётный период.docx