Сведение основных результатов

 

Двигатель	Ток
По паспор-ту IН	Прямой пуск IПМ ( )	При rД1 IПМ	При rД2 IПМ	При АТ пуске IПМ	При соединении Y, IПМ
С фазным ротором
С короткозамкнутым ротором

 

Контрольные вопросы

1. Почему при пуске ток выше номинального?

2. Почему с увеличением частоты вращения ротора ток уменьшается?

3. Почему в асинхронном двигателе с фазным ротором при введении пускового сопротивления пусковой ток уменьшается?

4. Как изменяется величина пускового момента двигателя, если в качестве пускового сопротивления, включаемого в цепь ротора, использовать активное или индуктивное сопротивление?

5. Как изменяется пусковой момент при разных способах пуска асинхронного двигателя?

6. Как изменяется продолжительность разгона двигателя в зависимости от способа пуска?

 

В отчете представить:

 

1. Схемы опытов.

2. Результаты измерений и расчетов.

3. Сведение основных результатов.

4. Ответы на вопросы к работе.

 

Лабораторная работа 6

ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМАХ

Цель работы - исследование характеристик асинхронного двигателя при разных видах несимметрии цепей обмоток статора и ротора.

 

Оборудование и приборы

 

Исследованию подлежат асинхронные двигатели типа 4А, 4АК с короткозамкнутым и фазным роторами, комплект измерительных приборов

К-50, амперметр (10 А) электромагнитной системы, трехфазный реостат в цепи обмотки ротора асинхронного двигателя с фазным ротором, тахогенератор постоянного тока с вольтметром, генератор постоянного тока, регулировочный реостат R_Р с величиной сопротивления 300-400 Ом и током на 1 А, однофазный нагрузочный реостат в цепи якоря генератора, амперметр (10 А) и вольтметр (250 В) магнитоэлектрической системы в цепи якоря генератора.

Зажимы оборудования и приборов вынесены на панель испытательного стенда.

 

Содержание работы

 

1. Собрать схему рис.4.1 к лабораторной работе №4. Обмотку статора соединить по схеме звезда.

2. Осуществить пуск короткозамкнутого асинхронного двигателя, нагрузить двигатель с помощью генератора постоянного тока, измерить токи и мощности асинхронного двигателя по фазах, частоту вращения.

3. Исследовать работу асинхронного двигателя в однофазном режиме, разомкнув выключатель В в цепи статора при работе (рис.6.1, а).

4. Обмотку статора соединить по схеме треугольник, осуществить пуск и нагрузку асинхронного двигателя в симметричном режиме. Измерить токи и мощности фаз обмоток асинхронного двигателя, частоту вращения для какого-нибудь по величине тока нагрузки.

5. Исследовать работу асинхронного двигателя при соединении обмоток статора по схеме открытый треугольник, при токе нагрузки по пункту 4, разомкнув одну из фаз статора при работе (рис.6.1, б).

6. Исследовать работу асинхронного двигателя с фазным ротором при симметричном и несимметричном сопротивлении обмоток ротора, для чего необходимо разомкнуть одну из фаз ротора при работе.

7. Осуществить пуск асинхронного двигателя с фазным ротором при разомкнутом состоянии одной из фаз ротора (рис.6.4).

 

 

Пояснения к работе

 

Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей возникают в следующих случаях: 1) при несимметрии напряжения сети; 2) при несимметрии сопротивлений в цепях статора и ротора; 3) при несимметричной схеме соединения обмоток двигателя. Такие режимы могут возникнуть вследствие неисправностей и аварий.

1. Обрыв линейного провода сети или перегорание одного из предохранителей (рис.6.1), является одним из наиболее распространенных аварийных режимов работы асинхронных двигателей. Независимо от схемы соединения обмоток статора двигатель переходит в однофазный режим. При этом магнитное поле статора не вращающееся, а пульсирующее. Оно может быть разложено по методу симметричных составляющих на два круговых вращающихся поля, которые имеют одинаковую частоту вращения n_{1 ,} но вращающихся в разные стороны.

Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называется прямым. Скольжение ротора относительно этого поля определяется выражением

Поле, направление вращения которого противоположно вращению ротора, называется обратным. Скольжение ротора относительно этого поля

Магнитные поля прямой и обратной последовательности наводят в обмотке ротора соответствующие ЭДС, Которые в замкнутой обмотке создают токи прямой и обратной последовательностей. Эти токи взаимодействуют с полями прямой и обратной последовательностей и создают электромагнитные вращающие моменты прямой М_ПР и обратной М_ОБР последовательностей:

,

где R₂₁=R₂₂.

 

На ротор машины действует результирующий вращающий момент

 

Анализ механических характеристик (рис.6.2) показывает, что при S_ПР=1 имеем М=0, т.е. отсутствует пусковой момент. Чтобы двигатель развернулся, его требуется раскрутить внешней силой в ту или другую сторону. При обрыве линейного провода во время работы двигателя ротор продолжает вращаться в том же направлении, потребляя из сети больший ток. Двигатель с отключенной фазой может работать долго при нагрузках в раз меньших, чем номинальная нагрузка в симметричном режиме.

		К-50

 

В

С3

С2

С1

С3

С2

С1

 

Работа асинхронного двигателя при обрыве одной фазы статорной обмотки, соединенной в звезду, аналогична вишесказанному.

2. Схема открытого треугольника возникает при обрыве одной из фаз обмотки статора (размыкании В2 ), соединенной в треугольник (рис.6.1, б). Магнитное поле, которое создается обмоткой статора, вращающееся эллиптическое (рис.6.3); на установившейся части механической характеристики создает вращающий момент, немного меньший от момента при нормальной работе. Пусковой момент малый, что затрудняет условия пуска, в отдельных случаях двигатель может не развернуться.

При продолжительной работе двигателя нагрузка на его валу должна быть снижена до 70% от номинальной.

3. Асинхронный двигатель с несимметричным сопротивлением в цепи ротора.

Несимметрия ротора создается в случаях:

1) обрыв стержней обмотки короткозамкнутого ротора;

2) обрыв обмотки фазного ротора;

3) неравность дополнительных сопротивлений в цепи фазного ротора.

В обмотке ротора возникают токи прямой I₂₁ и обратной I₂₂ последовательностей частотой S^.f₁. Токи прямой последовательности ротора и статора создают общее прямое поле, которое во взаимодействии с током I₂₁ создает вращающий момент прямой последовательности М_ПР (рис.6.5).

Токи I₂₂ создают поле, которое вращается с частотой n_2Р=S^.n₁ относительно ротора в обратном направлении, а относительно статора с частотой

n_2C= n₂- n_2P= n₁(1- S₁)- n₁S=(1-2S₁) n₁

 

и наводят в статоре ток I₁₂ с частотой

f_2C = (1-2S₁) f₁,

которые замыкаются через сеть, и при малых S_1, вызывают биение тока. Наложение токов вредно відбивається на других потребителях, питающихся от этой сети.

Биение тока частотой f₁-f₁(1-2S₁)=Sf₁ вызывает колебание стрелки амперметра, включенного в цепь статора.

Токи обратной последовательности I₁₂ статора создают поле обратной последовательности, которое, взаимодействуя с токами I₂₂, создает электромагнитный момент обратной последовательности М_ОБР (рис.6.5).

Результирующий электромагнитный момент на валу машины

 

 

график которого представлен на рис.6.5.

 

			К-50

 

 

Как видно из рис. 6.5, двигатель имеет две области устойчивой работы: при S=S_Н и при . Если обрыв фазы ротора случился во время работы двигателя с нагрузкой меньше номинальной, то частота вращения ротора останется почти неизменной (точка «а» на рис. 6.5). Если нагрузка превышает номинальную, то двигатель будет вращаться с половинной частотой - на другой устойчивой части механической характеристики (точка «б»).

Если в цепь ротора вводить большое сопротивление и плавно выводить его при пуске в ход двигателя (с небольшой нагрузкой на валу), то его можно вывести на основную устойчивую часть характеристики (точки «а»). При пуске с малым дополнительным сопротивлением или при резком уменьшении его двигатель «застряет» на половинной частоте вращения (точка «в»).

 

Порядок выполнения работы

 

1. Собрать схему для снятия рабочих характеристик(рис.3.1, лабораторная работа №3). Осуществить пуск двигателя при отключенном комплекте К-50 (ручка «Переключатель фаз» в положении «0»). После разгона двигателя возбудить генератор до U =220 В; нагрузить АД, установив с помощью R_Н в цепи якоря генератора ток порядка 6 А, и показания комплекта К-50 занести в табл. 6.1. Частоту вращения АД определять стробоскопическим методом (лабораторная работа №2), или с помощью тахогенератора.

2. Перевести АД в однофазный режим, разомкнув рубильник В (рис.6.1, а.). Поддерживая генератором постоянного тока прежнюю нагрузку внести в таблицу показания приборов комплекта К-50, определить частоту вращения ротора.

3. Обмотку АД соединить по схеме треугольник (рис.6.1 б), провести эксперимент в соответствии с пунктом 1.

4. Исследовать работу АД с соединением обмоток статора в открытый треугольник, для чего разомкнуть выключатель В (рис.6.1, б.) Поддерживая генератором постоянного тока прежнюю нагрузку внести в табл. 6.1 показания приборов комплекта К-50, определить частоту вращения ротора.

5. Собрать схему и сделать запуск двигателя с фазным ротором (рис.6.4). Выполнить нагрузку АД при симметричном сопротивлении в обмотке ротора (обмотка ротора закорочена), показания приборов комплекта К-50 занести в табл. 6.1, определить n₂.

6. Сделать обрыв фазы обмотки ротора, измерить ток в статоре и определить n₂. Аналогичные измерения сделать для нескольких значений нагрузки двигателя.

7. Осуществить запуск АД с разомкнутой фазою ротора при разных значениях сопротивления пускового реостата, разной скорости выведения сопротивления реостата. Достигнуть устойчивой работы двигателя при половинной частоте вращения (точка «в» на рис. 6.5).

 

 

Таблица 6.1- Результаты исследований несимметричных режимов работы асинхронных двигателей

 

Двигатель	Схема соединения обмоток статора	Режим работы	Фазы	n2
IA	РА	IB	PB	IC	PC
А	Вт	А	Вт	А	Вт	мин-1
Короткозам-кнутый ротор		Симметричный однофазный
		Симметричный откритый тре-угольник
Фазный ротор		Симметричный обрыв фазы ро-тора

 

Контрольные вопросы

 

1. Почему пусковой момент в однофазном режиме равен нулю?

2. Как изменится мощность двигателя при работе от однофазной сети при сохранении момента сопротивления?

3. Почему двигатель продолжает вращаться при обрыве линейного провода на ходу?

4. Почему возникает биение тока в статоре при несимметрии сопротивлений в цепи ротора?

5. В каких случаях при обрыве фазы ротора двигатель может развивать частоту вращения, равной 50% номинальной частоты вращения?

 

 

В отчете представить:

 

1. Схемы для проведения опытов.

2. Таблицу, расчеты по определению частоты вращения ротора.

3. Анализ полученных данных в таблице.

4. Ответы на вопросы.

 

 

Лабораторная работа 7

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ПРИЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ПСИХОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ
2. IV.Оценка полученных результатов
3. Активный транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: опре-деление и характеристика основных механизмов.
4. Анализ движения и технического состояния основных средств.
5. Анализ динамики и уровней основных показателей работы гостиницы «Званица» (ООО «Дом Плюс»)
6. Анализ и интерпретация результатов исследования
7. Анализ использования основных фондов: задачи, объекты, этапы, источники информации, основные показатели.
8. Анализ наличия, движения и структуры основных средств
9. Анализ основных конкурентов.
10. Анализ основных подходов и методов прогнозирования спроса
11. Анализ основных показателей деятельности ООО ТА «Альфа-Тур» за 2012-2013 годы
12. Анализ основных причин конфликтов