Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по разделу «Асинхронные машины» дисциплины «Электрические машины». Кононенко К.Е., Волчихин В.И

Таблица 1

Примечание: U₁ = 220 В, f₁ = 50 Гц.

Мощность, отдаваемая генератором постоянного тока

Суммарные потери в агрегате (в двигателе и генераторе) равны

Если допустить, что потери в двигателе и генераторе одинаковы, то

Полезная мощность асинхронного двигателя, к.п.д. и коэффициент мощности:

, ,

По данным таблицы 1 построить рабочие характеристики, примерный вид которых показан на рис. 2. Объяснить вид полученных кривых.

3.4. Снять рабочие характеристики двигателя при соединении обмотки статора в звезду.

Собрать схему рис. 3. Эта схема отличается от схемы рис. 1 тем, что обмотка статора соединена звездой и для измерения активной мощности используется один ваттметр.

Рис. 2.

Рис. 3.

При разомкнутых S3 и S4 асинхронный двигатель включается в сеть U₁ = 220 В. Пуск двигателя и снятие рабочих характеристик производится в той же последовательности, что и в п.3. Показания приборов записываются в таблицу 2.

Таблица 2

Примечание: U₁ = 220 В, f₁ = 50 Гц.

По данным таблицы 2 построить рабочие характеристики двигателя. Объяснить вид полученных кривых и сравнить их с характеристиками, полученными в п.3.

В заключении отчета необходимо сформулировать выводы в виде ответов на вопросы:

1. Каковы особенности пуска в ход асинхронного двигателя с фазным ротором?

2. Чем объяснить уменьшение частоты вращения ротора асинхронного двигателя с увеличением нагрузки? Почему даже при холостом ходе частота вращения ротора не равна синхронной?

3. В чем различие рабочих характеристик асинхронного двигателя, работающего от сети с U₁ = const и f₁ = const при соединении обмотки статора звездой или треугольником?

4. Когда применяете переключение обмотки статора с треугольника на звезду?

5. При каких условиях к.п.д. асинхронного двигателя будет максимальным? Почему при разных способах включения обмоток статора максимум к.п.д. наблюдается при различных значениях мощности Р₂.

Контрольные вопросы для домашней подготовки

1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с фазным ротором? Способы пуска в ход?

2. Как изменятся пусковые характеристики двигателя, если в цепь ротора включить индуктивное сопротивление?

3. Как влияет изменение величины активного сопротивления ротора на механическую характеристику двигателя (в том числе на M_m и s_m)?

4. Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором?

5. Может ли асинхронный двигатель с фазным ротором работать при частоте вращения выше синхронной? Если да, то объясните, при каких условиях?

6. Условия, необходимые для получения вращающегося магнитного поля в машинах переменного тока?

7. Работа асинхронной машины в режимах генератора и электромагнитного тормоза?

8. Рабочие характеристики асинхронного двигателя?

9. Работа, асинхронного двигателя при напряжении U₁  U_1н?

10. Применение переключения обмотки статора асинхронного двигателя с треугольника на звезду?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Вольдек А.И. Электрические машины / А.И. Вольдек. Л.: Энергия, 1978, с.358359, 550551.

2. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины / А.В. Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980, с.368380, 429442.

3. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, B.C. Хвостов. М.: Высшая школа, 1979, ч.1, с.211219.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 18

ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННЫХ МАШИН ПРИ НЕПОДВИЖНОМ РОТОРЕ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1. Изучить принцип работы и устройство асинхронной машины в режиме фазорегулятора и индукционного регулятора.

1.2. Испытать асинхронную машину в режиме фазорегулятора.

1.3. Испытать асинхронную машину в режиме индукционного регулятора.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ

Асинхронная машина главным образом применяется для работы в качестве двигателя. Однако в ряде случаев возникает потребность в особых режимах работы этой машины.

Асинхронная машина при неподвижном роторе, имеющая на статоре и роторе фазные обмотки, представляет собой трансформатор у которого первичная и вторичная обмотки расположены на отдельных сердечниках, разделенных воздушным зазором.

Симметричный трехфазный ток в первичной обмотке создает в матине вращающиеся с синхронной частотой намагничивающую силу (н.с.) и магнитное поле. Если пренебречь падениями напряжения ( ) то магнитное поле индуктирует в обмотках электродвижущие силы (э.д.с.) E₁ = U₁ и E₂ = U₂. Отношение этих э.д.с. равно:

где w₁  число витков первичной обмотки;

k_об1 – обмоточный коэффициент первичной обмотки;

w₂  число витков вторичной обмотки;

k_об2 – обмоточный коэффициент вторичной обмотки.

При рассогласовании осей одноименных фаз первичной и вторичной обмоток на некоторый угол  (в электрических градусах) вектор э.д.с. оказывается сдвинутым по фазе относительно вектора на тот же угол . Этот эффект используется для изменения фазы (фазорегулятор) или амплитуды (индукционный регулятор) напряжения на выходе регулятора. Торможение и поворот ротора осуществляются обычно с помощью самотормозящейся червячной передачи.

В режиме фазорегулятора обмотки статора и ротора включаются по схеме трансформатора, т.е. при повороте ротора изменяется только фаза вторичного напряжения. В режиме индукционного регулятора обмотки статора и ротора включаются по схеме автотрансформатора. В этом случав при повороте ротора изменяется амплитуда выходного напряжения и его фаза по отношению к первичному напряжению. Фазорегуляторы и индукционные регуляторы находят широкое применение в основном в лабораториях при исследовании приборов, аппаратов и электрических машин.