Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 14

1. Тема учебной программы: Электрические машины переменного тока.

2. Тема работы: Изучение трёхфазного асинхронного двигателя.

3. Цель работы: Изучить схему включения асинхронного двигателя. Научиться по результатам измерений, строить графики рабочих характеристик асинхронного двигателя.

4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, электроизмерительные приборы и соединительные провода, трехфазный асинхронный двигатель, генератор постоянного тока.

5. Теоретическая часть: К машинам переменного тока относятся синхронные генераторы, асинхронные и синхронные двигатели. Для преобразования электрической энергии в механическую в промышленности наиболее широко применяют асинхронные двигатели.

Асинхронный двигатель состоит из статора и ротора. На статоре расположена трёхфазная статорная обмотка, каждая фаза которой состоит из отдельных секций, а секция из нескольких витков. Выводы обмоток статора обозначаются: С1, С2, С3- начала обмоток, С4, С5, С6:-концы обмоток. Для подключения обмоток двигателя к трёхфазной сети, их соединяют в «звезду» или «треугольник».

Внутри статора помещается вращающийся ротор. Он представляет собой цилиндр с пазами, набранный из стальных листов, в пазы укладывается обмотка: алюминиевые или медные стержни, замкнутые на торцах кольцами. Обмотка с медными стержнями представляет собой «беличье колесо». Ротор электродвигателей такого типа называют короткозамкнутым.

Действие асинхронного электродвигателя основано на законе электромагнитной индукции и законе Ампера. Статор электродвигателя создаёт вращающееся магнитное поле, которое наводит ЭДС в замкнутых обмотках ротора. Эта ЭДС создаёт в обмотках ротора индукционные токи. При взаимодействии токов с вращающимся магнитным полем создаётся вращающийся момент сил, который стремится «вытолкнуть» ротор из магнитного поля, что приводит ротор во вращение. Направление вращения ротора определяется «правилом левой руки». Частота вращения ротора будет меньше частоты вращения магнитного поля. По этой причине двигатель назвали асинхронным. Если ротор электродвигателя будет вращаться одновременно с магнитным полем, то закон электромагнитной индукции не будет выполняться, т.к. для вращающихся обмоток ротора магнитное поле перестанет изменяться.

Разность частот вращения отнесенных к частоте вращения магнитного поля называют скольжением (S):

- скольжение,

- частота вращения магнитного поля,

- частота вращения ротора.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя можно выполнить: 1)изменением сопротивления обмоток ротора с помощью реостата (для двигателя с фазным ротором); 2)изменением числа пар полюсов; 3) изменением частоты переменного тока.

6. Практическая часть:

6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен, ЛАТР установлен в положение «0 переменный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При проведении измерений, необходимую коммутацию приборов осуществлять только после отключения питания на лабораторном столе. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания.

6.2. Описание выполнения задания:

Ознакомиться с измерительными приборами; определить предел измерения, цену деления приборов, их технические характеристики.

1. Собрать электрическую цепь опыта согласно схеме. Показать собранную электрическую цепь преподавателю для проверки.

Схема электрической цепи.

2. Перед пуском установки убедиться, что движок реостата R установлен в среднее положение, а нагрузка (лампы накаливания) отключена. (Тумблеры SA1, SA2, SA3 на лабораторном стенде разомкнуты).

3. Включить электродвигатель на холостом ходу кнопкой «ПУСК».

4. С помощью реостата R установить ток возбуждения генератора 200 mA, после чего, включить с начала нагрузку тумблером SA1, потом увеличить её включением тумблеров SA2, SA3, произвести необходимые измерения. Результаты занести в таблицу. Выполнить необходимые вычисления.

5. По результатам измерений и вычислений построить графики рабочих характеристик трёхфазного асинхронного двигателя.

Iд= f(P2), n2 = f(P2), cosφ = f(P2), ŋ = f(P2), M = f(P2), S = f(P2).

Таблица

№п/п

измерено

вычислено

Uл, В

Iд, А

n2, 1/мин

cosφ

Uг, В

Iн, А

Iв, А

P2, Вт

P1, Вт

ŋ, %

M Н•м

S %

Расчётные формулы:

-Мощность на валу трехфазного асинхронного двигателя (электрическая мощность генератора постоянного тока) P2: P2 = Uг • (Iн+Iв) или P2=Мn/9550

Активная мощность, потребляемая асинхронным трёхфазным двигателем из сети (P1):

P1 = • Uл• Iд•cosφ, где cosφ -коэффициент мощности, Uл -линейное напряжение сети.

Коэффициент полезного действия трехфазного асинхронного двигателя: ŋ = (P2/ P1)•100%

Полезный вращающий момент трехфазного асинхронного двигателя (M):

M = 9,55•P2/ n2

Скольжени е двигателя (S): S = (n1 – n2)/n1

Частота вращения магнитного поля статора n1 (об/мин): n1 = 60f1/p

частота тока в обмотке статора f1 = 50 Гц

Число пар полюсов статорной обмотки p = 1.(Двигатель двухполюсный.).

Примерный вид рабочих характеристик трёхфазного асинхронного двигателя.

5.3. Требования к оформлению отчета:

Лабораторная работа выполняется в тетради для лабораторных работ или на листах формата А4. Схемы электрических цепей вычерчиваются в соответствии с ГОСТами.

1). Перечертить в отчет схему электрической цепи и таблицу.

2). Выполнить расчеты мощностей, КПД, вращающего момента и скольжения.

3) Построить на масштабно-координатной бумаге графики рабочих характеристик трёхфазного асинхронного двигателя.

4). Ответить на контрольные вопросы. Проанализировать результаты и сделать выводы.

6.4. Контрольные вопросы:

1. Дайте определение электрической машины. Приведите разновидности электрических машин.

2. Объясните устройство трёхфазного асинхронного двигателя.

3. Назовите законы, лежащие в основе действия асинхронного электродвигателя.

4. Перечислите типы асинхронных двигателей в зависимости от конструкции ротора.

5. Объясните, по какому признаку двигатели переменного тока называются асинхронными.

6. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.

7. Что следует предпринять, чтобы осуществить реверсирование трёхфазного асинхронного двигателя

8. Что такое скольжение АЭД?

6.5. Используемая литература: 1) «Общая электротехника с основами электроники». И.А. Данилов, П.М. Иванов М. «Высшая школа»,2000г.

2) «Общая электротехника с основами электроники» В.С. Попов, С.А. Николаев М. 1980

3) «Основы электротехники и электроснабжение». Э. Свириденко, Ф. Китунович, «Техноперспектива», Минск, 2008