Лабораторна робота № 12

ТЕМА: Визначення ковзання трифазного асинхронного електродвигуна змінного струму.

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Навчитись вмикати асинхронний електродвигун змінного струму з короткозамкнутим ротором, визначати ковзання та кількість пар полюсів.

Студенти повинні знати:

- будову асинхронного двигуна;

- ковзання асинхронного двигуна;

- перенавантажувальна характеристика двигуна;

- принцип роботи двигуна.

Студенти повинні уміти:

- вмикати асинхронний двигун;

- визначати кількість обертів ротора;

- визначати кількість пар полюсів;

- розраховувати ковзання електродвигуна.

Прилади та обладнання

1. Асинхронний електродвигун – 2 шт.

2. Монтажні провідники.

3. Тахометр – 1 шт.

4. Секундомір – 1 шт.

5. Джерело живлення.

Література

1. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник /Будіщев М.С. – Львів: Афіша, 2001. С. 233-255/.

2. Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. – М.: Энергия, 1977. С. 251-267.

Теоретичний блок.

Асинхронні короткозамкнені двигуни змінного струму знайшли саме
широке застосування в народному господарстві країни. Ці двигуни діляться на
два типи: 1) двигун з короткозамкненим ротором; 2) двигуни з фазною обмоткою ротора. Такі двигуни були винайдені російським електромеханіком М.О. Доліво-Добровольським в 1889 р.

Асинхронним короткозамкненим електродвигуном змінного струму називається такий двигун, у якого швидкість обертання ротора завжди менше від швидкості обертання магнітного поля статора.

Асинхронний двигун складається із двох основних частин: статора і ротора.

Статор - це нерухома частина двигуна, котра запресована в корпус електродвигуна. На внутрішній частині статора маються пази, в котрі вкладаються три фазні обмотки розміщені між собою під кутом 120°, і живлять їх трифазним змінним струмом. Обмотки можуть бути з’єднані як "зіркою" так і "трикутником". Обмотки ізольовані одна від одної, а також і від статора.

Ротор - це обертова частина електродвигуна. Він складається із стального валу, на котрий напресований сердечник, який складається із штампованих листочків електротехнічної сталі, та короткозамкненої сталі, та короткозамкненої обмотки у вигляді білячої клітки (колеса). Роторна обмотка виготовляється із мідних стержнів, котрі вставлені у пази сердечника ротора і з'єднані між собою мідними кільцями з двох сторін. Для зниження ваги ротора, здешевлення виробництва та економії міді, обмотку виготовляють шляхом відливки провідників прямо в роторі із алюмінію, а на бокових кінцях одночасно відливають крильчатку вентилятора (для охолодження статора і ротора в процесі роботи електродвигуна).

Статор і ротор збирають із окремих штампованих листків електротехнічної сталі товщиною від 0,3 до 0,5 мм. Листки сталі ізолюються один від одного шаром електротехнічного лаку, або спеціальним папером для зменшення вихрових струмів. У коротко замкнутих двигунів стержні ротора не ізолюються від сердечника, тому що існує значна різниця між питомим опором алюмінію і сталі, а тому індуковані струми, котрі виникають в обмотці, як правило замикаються по стержнях із алюмінію і кільцях.

РОБОТА ДВИГУНА

При підключенні обмоток статора до мережі змінного струму в середині статора виникає обертове магнітне поле, яке буде перетинати активні сторони роторної обмотки, поки нерухомого ротора, і індукувати в них ЕРС. Під дією ЕРС в короткозамкненій обмотці ротора виникають струми, котрі взаємодіють з обертовим магнітним полем статора і утворюють обертовий момент, на протилежних стержнях, котрий і буде обертати ротор.

Напрям струмів в провідниках ротора, та напрям сил, котрі діятимуть на провідник із струмом визначаються відповідно за правилом правої та лівої руки. ЕРС, котрі виникають в кожній обмотці статора і ротора за рахунок обертового магнітного поля статора визначаються по формулах:

Е_ст = 4,44К f ω_ст Ф_ст

Е_рот = 4,44К f ω_р Ф_ст

де: ω_ст і ω_р – кількість витків однієї фази статора і ротора;

Ф_ст - магнітний потік одного полюса поля статора;

f - частота струму в обмотках статора;

К - обмотковий коефіцієнт статора і ротора.

Ротор обертаючись, не може досягнути кількості обертів обертового магнітного поля статора. Якщо ми представимо собі, що і обертове магнітне поле статора, обертається з такою ж самою швидкістю, що і ротор, то в такому випадку обертове магнітне поле статора уже не буде перетинати активні сторони ротора. При таких умовах в короткозамкнених стержнях не будуть виникати електричні струми, а значить і зникнуть сили, котрі утворюють крутний момент. Із зникненням крутного моменту, під дією тертя в підшипниках вала ротора, або прикладеного навантаження до валу ротора, ротор буде обертатися повільніше, тобто його швидкість обертання буде зменшуватись від кількості обертів обертового магнітного поля статора. При цьому обмотка ротора знову буде перетинатись обертовим магнітним полем статора і в ній знову виникне струм і обертовий момент. Значить ротор завжди відстає при своєму обертанні від кількості обертів обертового магнітного поля статора.

Різниця між числом обертів обертового магнітного поля статора і числом обертів вада ротора називається "ковзанням" в асинхронних двигунах.

Ковзання як правило виражається в числових одиницях, або в процентах від числа обертів обертового магнітного поля статора.

S = П_ст – П_рот / П_ст об/хв або

S = П_ст – П_рот / П_ст 100%

У двигунів різної потужності ковзання при повному навантаженні коливається від 2 до 8 %.

Число обертів обертового магнітного поля статора визначається по формулі:

П_ст =60 f / p

де: f - частота струму котрим живиться обмотка статора;

p - кількість пар полюсів електродвигуна; існує поняття граничне ковзання - це коли двигун розвиває максимальний крутний момент:

S_кр = S_ном (λ +√λ² – 1)

де: λ = М_мах/М_ном - коефіцієнт який визначає перевантажувальну характеристику двигуна.

Кількість обертів ротора двигуна можна вирахувати по формулі:

П_{рот =} П_ст(L – S) = (60 f / p) (L – S)

Хід заняття

Date: 2016-05-23; view: 391; Нарушение авторских прав