Контрольні питання.

1. Які види втрат мають місце в асинхронному двигуні?

2. Чому магнітні втрати в осерді ротора не враховують?

3. На які види втрат впливають величина повітряного зазору і товщина пластин осердя статора?

4. Чому при навантаженнях двигуна менше номінальною його cos має низькі значення?

5. За яких умов вищі просторові гармоніки поля створюють в асинхронному двигуні руховий, генераторний і гальмівний режими?

6. Якими причинами може бути викликаний «провал» в механічній характери­стиці?

7. За яких умов може відбуватися «прилипання» ротора до статора?

8. Якими заходами можна ослабити паразитні моменти в двигуні?

3.3 Лабораторна робота №3.

Дослідження характеристик трифазного асинхронного двигуна з фазним ротором (АДФ) у режимі холостого ходу та режимі навантаження.

Мета роботи. Ознайомитися з конструкцією асинхронного двигуна з фазним ротором і дослідити його роботу шляхом зняття робочих характеристик.

Загальні теоретичні відомості.

Ряд робочих механізмів запускаються при значних моментах опору. Для привода таких механізмів повинні використовуватися електродвигуни, що мають підвищені пускові моменти. У якості таких електродвигунів часто застосовують асинхронні двигуни з фазними роторами, у яких збільшення пускового моменту досягається за рахунок введення в коло ротора додаткового активного опору у вигляді пускового реостата.

На рисунку 10 показані механічні характеристики асинхронного двигуна з фазним ротором при повністю виведеному реостаті, тобто коли Rn=0 (крива 1) і при введеному в коло ротора реостаті, тобто коли Rn≠0 (крива 2). З цих характеристик видно, що при введенні реостата пусковий момент двигуна збільшується (при n=0) від значення Мп (при Rn=0) до значення М΄п (при Rn≠0). При цьому максимальний момент залишається незмінним.

Крім того, у двигунах з фазним ротором з’являється можливість регулювання частоти обертання шляхом зміни активного опору роторного кола. У цьому можна переконатися з рис. 10. При постійному моменті опору (Мс=соnst) з введенням у коло ротора пускового реостата частота обертання ротора зменшується від значення n΄ до значення n΄΄. Застосування пускового реостата дозволяє обмежити величину пускового струму.

Рис.10. Механічні характеристики асинхронного двигуна:

1 - природня характеристика при Rn = 0;

2- штучна характеристика при Rn ≠ 0

З метою регулювання частоти обертання двигуна в його роторне коло вводиться додатковий опір регулювального реостата. При цьому відбувається зміна всіх величин, що визначають робочі характеристики. Зокрема, потужність, споживана з мережі, зростає, що необхідно для компенсації додаткових втрат у реостаті. Відповідно зростає й струм, оскільки момент, що розвивається двигуном, пропорційний активному опору роторного кола й при введенні реостата він зростає. При цьому ковзання збільшується, тому що швидкість зменшується, коефіцієнт потужності зростає за рахунок збільшення активної складової струму. К.к.д. зменшується за рахунок додаткових втрат у реостаті.

Досліджувана установка.

1. Асинхронний двигун з фазним ротором.

2. Індукційний регулятор трифазної напруги (ІРН).

3. Пусковий трифазний реостат (R_П).

4. Електровимірювальні прилади: комплектний вимірювальний комплекс К-505; індикатор швидкості; амперметри, вольтметри.

Дослід 1. Дослідження характеристик трифазного асинхронного двигуна з фазним ротором (АДФ) у режимі холостого ходу.

Порядок виконання.

1. Ознайомитися з установкою. Записати до протоколу паспортні дані двигуна.

2. Зібрати схему згідно рис. 11.

3. Включити автомат SA1.

4. За допомогою ІРН збільшувати напругу від 0 В до 1.2Uн інтервалами 30 В. Записати показання приладів вимірювального комплексу К-505 у табл. 4.

5. Відключити двигун.

Таблиця 4

№ пп

Експеримент

Розрахунки

UA

UB

UC

IA

IB

IC

PA

PB

PC

U1

I10

P10

сosφ0

Rμ

Xμ

Zμ

B

B

B

A

A

A

Вт

Вт

Вт

В

А

Вт

в.о.

Ом

Ом

Ом

1 2 3 4 5 6 7 8

Рис.11. Схема установки асинхронного двигуна з фазним ротором для дослідження режиму холостого ходу

6. За даними досліду розрахувати й побудувати характеристики холостого ходу I₁₀ = ƒ (U₁₀), P₁₀ = ƒ (U₁₀), сosφ₀ = ƒ (U₁₀) при P₂=0, n2 =0, де I₁₀ - струм холостого ходу статора; Р₁₀ - потужність холостого ходу; сosφ₀ - коефіцієнт потужності у режимі холостого ходу.

Розрахункові значення визначають у такий спосіб:

;

.

Потужність холостого ходу

.

Коефіцієнт потужності

.

Повний еквівалентний опір

.

Активний опір контуру намагнічування

.

Індуктивний опір контуру намагнічування

.

Дослід 2. Дослідження характеристик трифазного асинхронного двигуна з фазним ротором у режимі навантаження.

Порядок виконання.

1. Ознайомитися з установкою. Записати до протоколу паспортні дані двигуна.

2. Зібрати схему згідно рис. 12.

3. Включити автомат SA1.

4. Здійснити запуск двигуна, встановивши індукційним регулятором напругу на статорній обмотці 220 В.

5. Подати постійну напругу 220 В на обмотку збудження ОВ генератора постійного струму.

Рис. 12. Схема установки асинхронного двигуна з фазним ротором для дослідження робочого режиму

6. За допомогою перемикачів плавно збільшувати навантаження в якорному колі генератора постійного струму з інтервалом 200 Вт. При цьому буде змінюватися момент обертання на валу асинхронного двигуна. Записати показання приладів у табл. 5.

7. Зняти навантаження у якірному колі генератора.

8. Зняти постійну напругу з обмотки збудження генератора.

7. Регулятором напруги РН знизити напругу на статорній обмотці АДФ до 0 В.

8. Відключити автомат SA1.

Таблиця 5

Обмірювані величини							Обчислені величини
Nпп	U1	I1	P1	n2	Ua	Ia	P2, Вт	η, %	s	cosφ1
1
2
3
4
5
6
7
8

9. За даними досліду робочого режиму розрахувати: корисну потужність на валу двигуна Р₂, коефіцієнт корисної дії η (18); ковзання двигуна s (3); коефіцієнт потужності сos φ₁ (19).

Розрахункові значення визначають у такий спосіб:

;

.

Потужність, споживана АДФ із мережі

.

Коефіцієнт потужності

.

Потужність Р₂ на валу АДФ

,

де η_г - к.к.д генератора постійного струму.

Коефіцієнт корисної дії АДФ

.

Ковзання

.

10. Використовуючи розрахункові дані табл. 5, побудувати й пояснити робочі характеристики: P₁ = ƒ (P₂), I₁ = ƒ (P₂), n₂ =ƒ(P₂), s= ƒ (P₂), M₂ = ƒ (P₂), сosφ₁ = ƒ (P₂), η = ƒ (P₂).

11. Побудувати природню механічну характеристику АДФ при номінальній напрузі статора n₂ =ƒ(М₂).