Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
В. Д. АВИЛОВ, В. П. БЕЛЯЕВ, Е. Н. САВЕЛЬЕВА,Стр 1 из 5Следующая ⇒
В. Д. АВИЛОВ, В. П. БЕЛЯЕВ, Е. Н. САВЕЛЬЕВА, В. А. СЕРЕГИН, Л. Е. СЕРКОВА, В. В. ХАРЛАМОВ, Е. И. ШЕЛЬМУК ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Часть 3 МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
О М С К 2 0 0 1
ВВЕДЕНИЕ В методических указаниях лабораторные работы расположены в порядке их проведения. Перечень выполняемых работ для студентов конкретной специальности определяется преподавателем в соответствии с графиком лабораторных работ. При подготовке к выполнению лабораторной работы студенты должны ознакомиться с рекомендуемой литературой, с заданием, уяснить порядок проведения испытаний. Для контроля своей подготовленности следует ответить на вопросы, приведенные в конце описания каждой лабораторной работы. Только в этом случае будет достигнуто усвоение теоретического материала, необходимое для практической деятельности. В процессе подготовки испытаний и обработки экспериментальных данных нужно четко уяснить взаимосвязь между отдельными параметрами, закрепить теоретические знания, научиться применять их на практике. С целью развития самостоятельности у студентов некоторые вопросы в разделах «Расчеты и построения» подробно не комментируются.
ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Перед сборкой схемы экспериментальной установки необходимо ознакомиться с паспортными данными исследуемой машины и установить ожидаемые предельные значения измеряемых величин – тока, напряжения и мощности. На основании этого подбираются соответствующие измерительные приборы. Неправильный выбор измерительных приборов ведет либо к понижению точности измерений, если приборы имеют значительно большие пределы измерений, либо к повреждению их, если пределы измерения выбранного прибора меньше ожидаемых значений тока и напряжения. При использовании многопредельных измерительных приборов перед включением схемы устанавливается наибольший предел измерения, который затем в процессе испытаний уменьшается до необходимого. В некоторых случаях предел измерения расширяют, включив измерительные трансформаторы тока (ТТ). при этом первичная обмотка трансформатора тока подсоединяется последовательно в разрыв ветви, ток которой измеряется, а токовые обмотки ваттметра и амперметра – последовательно в цепь вторичной обмотки ТТ.
Цена деления ваттметра определяется по формуле, Вт/дел.: где и – пределы измерения по напряжению и току; – число делений шкалы ваттметра. При включении приборов через ТТ их показания умножаются на коэффициент ТТ.
Перед включением любой схемы движки регулирующей аппаратуры (автотрансформаторов, потенциометров и реостатов) должны стоять в положении, обеспечивающем минимум напряжения и тока в схеме. Схемы разрешается включать только после проверки правильности монтажа преподавателем или дежурным лаборантом.
Лабораторная работа 1 ТРЕХФАЗНЫЕ ДВУХСЛОЙНЫЕ ОБМОТКИ СТАТОРОВ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Ц е л ь р а б о т ы – рассчитать двухслойную петлевую обмотку статора асинхронного двигателя; составить схему обмотки; выполнить двухслойную обмотку на статоре асинхронного двигателя и произвести опытную проверку правильности выполнения обмотки [ 1, гл. 3; 2, гл. 21; 5, гл. 2; 4, гл. 19].
Таблица 1 Алгоритм укладки обмотки
Рис. 4 К двухслойным обмоткам статора относятся: 1) трехфазная всыпная обмотка при полузакрытой форме паза; 2) трехфазная катушечная обмотка при полуоткрытой и открытой форме паза; 3) трехфазная стержневая обмотка при открытой форме паза.
= 4, их можно применять и для меньших мощностей. При этом используется изоляция класса А и более высоких классов. При открытых пазах обмотка выполняется из жестких секций.
Эксперементальная часть
3) Составить алгоритм укладки обмотки. 4) Подготовить статор к укладке катушек. 5) Подготовить катушки к укладке в пазы (при методе без паек схемы все катушечные группы данной фазы готовят непрерывно). 6) Произвести укладку обмотки в пазы. 7) Произвести соединение катушечных групп в каждой фазе с выводом начал и концов фаз (маркируя их С1, С4, С2, С5, С3, С6).
Таблица 2
Исходные данные для построек обмоток
1.3. Контрольные вопросы
1) Какие существуют типы двухслойных обмоток? 2) На каком расстоянии должны быть расположены начала и концы фаз?
4) Как располагаются катушечные группы в обмотках с дробным?
6) Для чего применяется укорочение шага обмотки? 7) Как производится укладка в пазы всыпных обмоток? 8) Когда выводы концов обмотки статора соединяют в «звезду», когда – в «треугольник»?
Лабораторная работа 2
Экспериментальная часть
1) Ознакомиться с исследуемым двигателем, занести номинальные параметры машины в отчет. 2) Произвести разбивку концов обмоток по фазам. 3) Определить начала и концы каждой фазы. 4) Собрать схему, представляемую на рис.5, и осуществить пуск двигателя следующими способами: а) прямой пуск при соединении обмоток «звездой»; б) прямой пуск при соединении обмоток «треугольником» в) пуск при пониженном напряжении питания путем переключения обмоток со «звезды» на «треугольник». Измерить пусковые токи при всех способах пуска, занести данные в отчет. Найти соотношение между этими токами. 5) Осуществить пуск двигателя с помощью магнитного пускателя. 6) Произвести испытания возможности работы и пуска АД на двух фазах. 7) Реверсировать направление вращения двигателя. 8) Записать выводы в отчет.
Методические указания
Процедура маркировки заключается в проведении двух операций: разбивка обмоток по фазам; непосредственно маркировка, т.е. определение начал и концов фаз. Разбивка концов обмоток статора по фазам производится любым известным методом. В начале рекомендуется использовать вольтметр переменного тока на 250 В, включенный в схеме, приведенной на рис.6. Один вывод вольтметра подключают к одной фазе источника, другой – к одному из концов обмотки. Оставшиеся концы обмотки попеременно подключают к другой фазе источника. Вольтметр показывает напряжение сети тогда, когда электрическая цепь замкнется, т.е. два конца будут принадлежать одной фазе обмотки. Все переключения производить при выключенном источнике. Начала и концы обмоток фаз в данной работе определить следующим способом (рис.7). Начало и конец первой фазы выбрать произвольно, а вторую фазу маркировать относительно первой: к концу первой фазы присоединить предполагаемое начало второй, затем к свободным концам подвести напряжение сети. Если начало второй фазы выбрано правильно, то вольтметр, подключенный к третьей фазе, покажет определенное напряжение; если это напряжение равно нулю, то конец и начало второй фазы выбраны неверно и их необходимо поменять. Точно так же определить начало и конец третьей фазы. Закрепить на началах и концах фаз соответствующие бирки. Маркировку концов обмоток по стандарту проводят с помощью милливольтметра. Для этого к обмотке одной из фаз подключают через рубильник источник постоянного тока (аккумулятор), который выбирают так, чтобы по обмотке проходил небольшой ток (обмотка при этом не должна сильно греться). В момент включения или отключения рубильника в обмотках двух других фаз будет индуктироваться электродвижущая сила (ЭДС), причем ее направление будет зависеть от полярности концов обмотки фазы, в которую включен аккумулятор. Если к условному началу присоединен «плюс» батареи, а к условному концу – «минус», то при отключении рубильника на других фазах будет «плюс» на началах и «минус» на концах, что можно определить по направлению отклонения стрелки милливольтметра, подключаемого поочередно к выводам концов двух других фаз. При включении рубильника полярность на других фазах будет обратной указанной.
величиной пускового момента или его кратностью;
продолжительностью или плавностью пуска двигателя в ход; сложностью пусковой операции; экономичностью пусковой операции (стоимостью и надежностью пусковой аппаратуры), а также потерей энергии в ней.
При пуске следует иметь в виду, что если на паспорте двигателя указано
380 В – «звездой». При соединении обмоток «звездой» величина пускового тока
где – сопротивление короткого замыкания фазы
обмотки. Прямое включение на «треугольник» вызывает большие пусковые токи:
Сопоставляя значения пусковых токов, видим, что Описанный способ пуска имеет серьезный недостаток. Уменьшение пускового тока в три раза приводит к снижению пускового момента в три раза. Такое значительное уменьшение момента при пуске не позволяет применить этот способ для двигателей, включаемых с нагрузкой на валу. Снижение напряжения при пуске АД может быть достигнуто включением в цепь статора двигателя реакторов или автотрансформаторов. Таким способом запускают АД большой мощности. Для пуска двигателя с фазным ротором в цепь ротора включают пусковые сопротивления и тем самым увеличивают активное сопротивление цепи ротора. По мере разгона двигателя пусковые сопротивления выводят из цепи ротора. Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременную работу под током, и поэтому оставлять его в цепи ротора после пуска двигателя нельзя. Для реверсирования двигателя достаточно поменять любые две фазы двигателя, что приводит к изменению направления вращения магнитного поля статора и вращению ротора в другую сторону. Пуск двигателя на двух фазах невозможен. Длительное включение двигателя на двух фазах опасно (двигатель перегревается). Если в процессе работы двигателя произошел обрыв одной фазы, то он может продолжить работу. При этом увеличивается потребление тока почти в два раза. Кроме повышения магнитного шума (за счет того, что магнитное поле стало не круговым, а эллиптическим) происходит перегрев обмоток АД, что является основной причиной выхода их из строя.
2.4. Контрольные вопросы
1) Какие существуют способы определения начала и конца обмотки статора? 2) Какие существуют способы пуска асинхронных двигателей? 3) Куда расходуется потребляемая при пуске мощность?
Лабораторная работа 3
Таблица 3
Соотношение между числом пар полюсов и синхронной частотой вращения поля
Принцип действия АД заключается в следующем: при включении обмотки статора АД в трехфазную сеть создается вращающееся магнитное поле, индуктирующее в обмотке ротора ЭДС, под действием которой в замкнутом контуре обмотки ротора начнут протекать токи; последние, взаимодействуя с магнитным полем, создают электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение вслед за вращением поля.
, отсюда и, где – частота ЭДС и
Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным. Для двигателя нормального исполнения мощностью от 1 до
АД конструктивно выполняются в двух вариантах: с короткозамкнутым (рис.11) и фазным ротором (рис. 14). В трехфазном АД обмотки статора соединяются по схеме «звезда» и «треугольник» в зависимости от напряжения питающей сети.
(2)
Зависимость называется механической характеристикой двигателя и имеет вид, приведенный на рис. 8.
(до 30%) момент двигателя уменьшается более чем вдвое. Это приводит к тому, что двигатель не в состоянии работать при номинальной нагрузке на валу.
Рис. 8
Рис. 9
и могут быть получены расчетным и опытным путем. В лабораторных условиях они снимаются на установке, где двигатель нагружают с помощью нагрузочного генератора. Для двигателей средней и большой мощности рабочие характеристики можно построить по круговой диаграмме.
1) с использованием тахометра;
точностью определить по формуле: .
Для определения скольжения используют различные способы.
об/мин.
Скольжение и частоту вращения ротора двигателя.
Экспериментальная часть
1) Собрать схему двигателя, подбирая приборы для измерения по паспортным данным машины (рис. 11).
при. Данные занести в табл. 4.
Таблица 4
Результаты испытаний
Рис. 11
Расчеты и построения
1) Рассчитать для различной нагрузки двигателя. Полезную мощность двигателя определить через параметры
КПД генератора определяется по графику (рис. 12). Момент,
где – полезная мощность двигателя, Вт: – частота вращения ротора, об/мин. 2) Построить рабочие характеристики асинхронного двигателя: |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 430; Нарушение авторского права страницы