Мета роботи - вивчити конструкцію асинхронного двигуна, способи маркування висновків його обмоток і визначення ковзання ротора.
Обладнання та прилади
Дослідженню підлягають асинхронні двигуни з короткозамкненим та фазним роторами. Їх висновки розміщені на клемній панелі випробувального стенду. Вимірювання частоти обертання здійснюється за допомогою тахогенератора постійного струму, до затискачів якого підключений вольтметр магнітоелектричної системи. Для визначення ковзання АД з короткозамкненим ротором використовується ламповий стробоскоп. Частоту струму в обмотці фазного ротора визначають за допомогою амперметра магнітоелектричної системи.
1. Поглиблене вивчення конструкції трифазних асинхронних двигунів.
2. Знайомство з паспортними даними асинхронних двигунів.
3. Вивчення і практичне застосування способів маркування висновків двигунів.
4.Пуск в хід і реверс асинхронного двигуна.
5.Ізученіе і практичне застосування методів вимірювання ковзання ротора асинхронного двигуна.
6.Виполненіе розрахунків за паспортними даними: визначення номінального крутного моменту двигуна; розрахунок відносного значення струму холостого ходу при двох способах з'єднання обмоток статора (Y і); визначення ККД двигуна і номінального ковзання.
Пояснення до роботи
Перед пуском в хід асинхронного двигуна необхідно зробити зовнішній огляд машини, внаслідок якого упевнитися в її справності і придатності для виконання даної лабораторної роботи, ознайомитися з конструкцією і вивчити паспорт машини.
Висновки обмоток статора позначаються відповідно до таблиці.
Таблиця 2.1 Позначення виводів обмоток статора
Схема з'єднання обмоток
Якщо висновки обмоток статора виконані у вигляді клемних, то позначення і розміщення їх має вигляд, представлений на рис.2.1.
Тут же на клемному щитку кріпляться три стандартні перекладки, за допомогою яких можна з'єднати обмотку в зірку (рис.2.1, б) або в трикутник (рис.2.1, в). Зазвичай завод-виготовлювач поставляє асинхронні двигуни з з'єднанням обмоток статора в зірку.
При маркуванні висновків обмоток статора необхідно: спочатку знайти і визначити три пари висновків, кожна з яких буде належатимуть одній з трьох обмоток (1-1`; 2-2`; 3-3`;); по-друге - в знайдених парах потрібно визначити початок і кінець обмотки, тобто знайти С1 -С4; С2 -С5; С3 -С6.
Це можна зробити одним з трьох методів:
- методом пробного включення;
- методом пробної зірки.
Порядок виконання роботи
1.Виполніте маркування обмоток
1.1. Методом індукції (універсальний, використовується для двигунів з короткозамкненим та фазним ротором).
Суть методу: одна з знайдених пар обмотки (наприклад 1-1`) приймається еталонної і розмічається С1 - С4 (рис. 2.2, а).
Ця обмотка і одна з тих, що залишилися, з'єднуються послідовно і включаються в мережу змінного струму 220 В. До висновків третьої обмотки підключається вольтметр.
Якщо вольтметр, підключений до висновків третьої обмотки, показує напругу, то друга обмотка з'єднана послідовно з еталонною. При цьому висновок С4 «кінець» еталонної обмотки буде з'єднаний з висновком С2 - з «початком» наступної. Поєднавши обмотку, яка була до цього вільної, з еталонною, проводять розмітку її висновків. На рис. 2.2, г і д пояснені явища, які відбуваються при розмітці цим методом.
1.2 Методом пробного включення (застосовується для малопотужних короткозамкнутих двигунів).
Суть методу: абсолютно довільно парні висновки статора розмічаються відповідно С1 - С4; С2 - С5; С3 - С6. При цьому методі обмотка статора з'єднується зіркою (з'єднуються «кінці» С4. С5. С6) і включається в мережу. На слух оцінюється якість роботи двигуна. Вібрації, характерний незвичайний шум вказують, що розмітка виконана неправильно. Встановивши це, довільно змінюють розмітку висновків якийсь обмотки і повторюють включення. Якщо і ця спроба невдала, відновлюють початкову розмітку, змінюють розмітку іншої фази і повторюють досвід. Спроби повторюють до тих пір, поки двигун не буде працювати нормально. При цьому оклнчательно розмічають висновки обмоток статора.
Малюнок 2.2. - Індукційний метод розмітки висновків обмотки статора
1.3. Методом пробної зірки (застосовується тільки для двигунів з фазним ротором).
Суть методу: ротор двигуна від'єднується від зовнішньої ланцюга, парні висновки статора розмічаються довільно С1 -С4; С2 -С5; С3 -С6, з'єднуються в зірку і включаються на напругу мережі, після чого вимірюються фазні напруги.
Якщо всі ці напруги пріблізмтельно рівні між собою, то розмітка висновків обмотки статора зроблена правильно. При неправильної розмітки на «вивернула» обмотці фазна напруга буде більшим, ніж на інших.
2. Пуск в хід і реверс асинхронного двигуна
Відповідно до паспортом двигуна і величиною напруги в лабораторії, обмотки статора двигуна з'єднуються в зірку або трикутник, причому схема з'єднання обмоток вибирається таким чином, щоб напруга на фазних обмотках Було номінальним фазним.
Пуск короткозамкнутих асинхронних двигунів проводиться безпосереднім включенням в мережу (прямий пуск).
2.2. Пуск за допомогою пускового реостата
Двигуни з фазним ротором запускаються в хід за допомогою пускового реостата, який включається в ланцюг ротора, як це показано на рис.2.4. При цьому опір реостата на початку пуску потрібно встановити максимальним, а в міру розгону - зменшувати і після закінчення розгону обмотку ротора замикають контакти +.
Для зупинки двигуна обмотка статора відключається від мережі. Щоб уникнути перенапруги в обмотках, не допускається відключення двигуна з розімкненим ротором.
2.3. Реверс двигуна
Для зміни напрямку обертання (реверс) необхідно змінити порядок чергування фаз напруги живлення. Тим самим змінюється напрямку обертання магнітного потоку машини і, як наслідок, напрямок дії електромагнітного обертального моменту.
3. Вимірювання частоти обертання і ковзання ротора асинхронного двигуна
3.1. При дослідженні асинхронних машин частіше доводиться мати справу не з частотою обертання, а з ковзанням:
Методи, які розглядаються нижче, дозволяють визначати значення ковзання тільки при певних оборотах ротора.
3.2. Метод безпосереднього вимірювання частоти обертання ротора (метод тахометра). Цей метод дає достатню точність тільки при вимірі порівняно великих ковзань (S> 10%). За допомогою тахометра або тахогенератора вимірюють частоту обертання ротора, перевіряють частоту мережі і, якщо немає відхилень від номінальної частоти, то ковзання визначається за формулою (1). При малих ковзаннях (S<10%) даже допустимые ошибки тахометра могут привести к большим ошибкам при определении скольжения.
3.3. метод стробоскопа
Визначають за паспортом число полюсів машини 2p. На торець вала ротора наносять 2р променів, як показано на рис.2.3, і висвітлюють торець газосвітної лампою, включеної в мережу змінного струму. Позначають один промінь і вважають число його повних обертів за 1 хвилину - а.
Досвід повторюють 2-3 рази і на підставі отриманих даних знаходять n2 і S як середнє арифметичне.
Суть методу. В основу цього методу покладено явище стробоскопічного ефекту, яке полягає в наступному. Якщо малюнок на торці вала висвітлювати спалахами газосвітної лампи, то малюнок буде здаватися нерухомим, якщо n2 = n1. Якщо ж число обертів ротора трохи відрізняється від числа обертів магнітного поля, малюнок буде повільно обертатися в ту або іншу сторону.
За час одного спалаху газосвітної лампи один з променів, нанесений на торець вала, при синхронній частоті обертання валу зробить 1 / 2р обороту, тобто цей промінь виявиться на місці наступного за ним в напрямку обертання променя.
Малюнок 2.3 - Розмітка торця вала двигуна при визначенні скольженіяня методом стробоскопа