Работе и оформлению отчета

Перед каждой лабораторной работой студент должен самостоя­тельно, используя рекомендованную литературу и настоящее руково­дство, подготовиться и знать следующие основные вопросы:

• устройство и принцип действия исследуемой электрической машины;

• вид ее основных характеристик;

• назначение всех элементов испытуемой установки, их взаи­модействие и обозначение на электрической схеме.

Перед началом занятий преподаватель проверяет устно, пись­менно или при помощи контролирующих устройств знания студен­тов и их готовность к выполнению предстоящей работы.

К каждому следующему занятию студент представляет отчет о предыдущей работе и защищает его.

Студент, не представивший отчет о предыдущей работе, к лабо­раторным занятиям не допускается.

Отчет выполняется каждым студентом индивидуально на стандартных листах формата А4 (287мм X 210 мм).

Отчет должен содержать:

1. титульный лист с названием работы, фамилией студента, ука­занием его факультета, курса и группы, фамилией проверяющего преподавателя и т.д.;

2. программу работы;

3. номинальные данные исследуемых машин;

4. электрическую схему (схемы) установки, выполненную в со­ответствии с действующими стандартами;

5. таблицы экспериментальных и расчетных данных. Каждая таблица должна иметь название и порядковый номер, в таблице обя­зательно должны быть указаны единицы измерения приведенных ве­личин;

6. пример расчета данных, необходимых для построения графи­ков и диаграмм;

7) рисунки опытных и расчетных характеристик, выполненные на листах формата А4 с помощью графических редакторов или вручную. Рисунки должны сопровождаться названием, порядковым номером и необходимыми поясняющими надписями. На графиках должны быть четко проставлены все экспериментальные точки, имеющиеся в соответствующей таблице. Характеристики проводятся в виде плавных кривых таким образом, чтобы число «выпавших» экспериментальных точек по обе стороны кривой было примерно равным;

8) выводы по проделанной работе. В выводах должно быть в краткой форме сделано заключение по каждому из проделанных опытов и по каждой опытной и расчетной характеристике.

Теоретические сведения об асинхронном двигателе с фазным ротором

Все трехфазные асинхронные двигатели имеют конструктивно одинаковые статоры и различаются выполнением обмотки ротора. По конструкции обмотки ротора эти двигатели подразделяются на два типа: с короткозамкнутой обмоткой (короткозамкнутые) и с фазной обмоткой (так называемые двигатели с фазным ротором или контактными кольцами).

Трехфазный двигатель предназначен для включения в трехфазную сеть, поэтому он имеет обмотку статора, состоящую из трех фазных обмоток, при прохождении через которые токи, поступающие из трех фаз сети, возбуждают вращающееся магнитное поле. Для усиления магнитного поля и придания ему необходимой формы сердечники собирают, из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака.

К корпусу двигателя, который отливают из чугуна или стали, прикрепляют все остальные части двигателя. Сердечник статора имеет вид полого цилиндра с продольными пазами по внутренней поверхности.

В пазы укладываются три фазные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на угол 120град. Внутри корпуса сердечник статора укрепляется с помощью прокладки из немагнитного материала для того, чтобы не допускать образования в нем магнитного поля и, следовательно, вихревых токов.

Частота вращения магнитного поля статора в об/мин определяется соотношением

где - число пар полюсов статора; - частота питающего напряжения статора.

Тогда при питании двигателя от сети промышленной частоты = 50 Гц и =1 частота вращения поля статора равна = 3000 об/мин. Для получения меньших частот вращения статоры выполняют с многополюсными обмотками (  1).

У двигателей с фазным ротором статорная обмотка аналогична статорной обмотке короткозамкнутого двигателя. А в продольные пазы сердечника ротора уложены три одинаковые изолированные обмотки, выполненные по типу статорной обмотки, т. е. смещенные между собой в пространстве на 120 град. Концы обмоток объединены в общую точку и образуют звезду, а начала присоединены к трем контактным кольцам, размещенным на валу.

С помощью щеток, прижимающихся к контактным кольцам, в каждую фазу обмотки ротора можно ввести добавочное активное сопротивление. С увеличением активного сопротивления обмотки ротора уменьшается пусковой ток, т. е. облегчается пуск двигателя, а также увеличивается пусковой момент вплоть до максимального значения. Кроме того, изменяя с помощью реостата активное сопротивление цепей ротора можно регулировать частоту вращения двигателя. Все это позволяет применять двигатели с фазным ротором для привода машин и механизмов, требующих при пуске больших пусковых моментов.

В обмотке статора асинхронного двигателя при прохождении переменного тока возбуждается вращающееся магнитное поле, которое, пересекая проводники обмотки ротора, наводит в них переменную ЭДС. Так как обмотка ротора замкнута, то наведенная ЭДС вызывает в роторе ток. В результате взаимодействия проводников с током ротора и вращающегося магнитного поля возникает сила, заставляющая ротор вращаться в направлении вращения поля. Таким образом, принцип работы асинхронного двигателя основан на использовании взаимодействия вращающегося магнитного поля, создаваемого переменным током в обмотке статора и проводниками с током обмотки ротора. Так как вращение магнитного поля статора происходит асинхронно с вращением ротора двигателя, т. е. частоты вращения ротора и поля отличны, двигатель называется асинхронным.

При пуске асинхронного двигателя по мере разгона ротора разность частот вращающегося поля и ротора уменьшается. Однако ротор не может вращаться синхронно с полем, так как при совпадении частот не будет относительного движения поля и ротора, вследствие чего ротор не будет пересекаться полем, в нем не будет наводиться ток и, следовательно, исчезнет вращающий момент.

Цель работы - получить практические навыки по эксплуатации, опытному и расчетному методам определе­ния рабочих и механических характеристик асинхронного двигателя с фаз­ным ротором, а также по оценке его эксплуатационных свойств.