Лабораторная работа № 5

Тема: «Снятие характеристик трехфазного асинхронного двигателя»

Цель: изучение работы и характеристик асинхронного двигателя переменного тока.

Задача: практически определить характеристики асинхронного двигателя

Оборудование и приборы

Таблица 18 Используемые приборы

Краткое теоретическое обоснование

Трехфазный асинхронный двигатель наиболее распространен в промышленности. Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле внутри машины. Обмоток должно быть не менее трех. Они расположены так, чтобы их оси были повернуты друг относительно друга на угол 120. Вращающееся магнитное поле замыкается через магнитопровод машины. Он состоит из ротора, статора и небольшого воздушного зазора. Магнитное поле пересекает короткозамкнутые витки обмотки ротора и наводит в них ЭДС. Даже небольшая ЭДС приводит к появлению в короткозамкнутой обмотке значительных токов. Проводник обмотки ротора при появлении в нем тока начинает взаимодействовать с магнитным полем, в результате появляется механическая сила, закручивающая ротор. Скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля, поэтому двигатель и называют асинхронным. Относительное отставание ротора от поля показывает коэффициент скольжения S.

Основная характеристика двигателя - это зависимость частоты вращения ротора n₂ от величины тормозящего момента на валу M при постоянном напряжении и частоте сети - механическая характеристика. при и

Рабочие характеристики это зависимость вращающего момента , коэффициента мощности , коэффициента полезного действия и скорости вращения вала от мощности на валу при постоянном напряжении и частоте сети. , , , ) при и

Мощность, развиваемая двигателем на валу, связана с вращающим моментом зависимостью:

или (10)

где ₂ - угловая частота вращения ротора:

(11)

Двигатель потребляет активную мощность:

(12)

Коэффициент полезного действия:

(13)

Коэффициент мощности двигателя:

(14)

Скольжение:

(15)

где - частота вращения магнитного поля.

Генератор в этой работе служит в качестве нагрузки для асинхронного двигателя. Потерями мощности на трение пренебрегаем и считаем, что электрическая мощность на выходе генератора равна механической мощности на валу двигателя, а вносимая в результаты измерения погрешность незначительна.

Ход работы

1. Собрать или проверить схему лабораторной работы. Сборку схемы и переключения нужно проводить ТОЛЬКО ПРИ ВЫКЛЮЧЕННОМ СТЕНДЕ.

2. Записать наименование и характеристики используемых приборов в таблицу 18

3. Зарисовать схему лабораторной работы в тетрадь.

4. Подать напряжение на двигатель и включить стенд.

5. Изменяя ток обмотки возбуждения и сопротивление реостата устанавливать различные значения мощности на выходе генератора постоянного тока.

6. Для каждого значения мощности на валу измерять:

напряжение фазы, ток фазы, мощность фазы, скорость вращения вала двигателя. Результаты занести в таблицу 19.

Таблица 19 Результаты измерений и расчетов

7. Провести расчеты и построить:

механическую , рабочие характеристики (в исследованных режимах работы): , , ,

При построении рабочих характеристик на одном графике для каждой кривой изобразить отдельную ось ординат со своей оцифровкой.

Вопросы к зачёту лабораторной работы.

1. Устройство асинхронного двигателя.

2. Принцип действия асинхронного двигателя.

3. Чем отличается асинхронный двигатель с фазным ротором?

4. Почему магнитопровод статора и ротор обязательно выполняются из штампованных листов электротехнической стали?

ется напряжение?

5. Что такое магнитопровод электрической машины?

6. Как называются характеристики двигателя, изображенные в работе?

7. Почему двигатель называется асинхронным?

8. Что такое скольжение?

9. Что показывает коэффициент скольжения?

8. Что такое номинальный режим работы двигателя?

9. Для чего предназначены измерительные приборы: амперметр, вольтметр, ваттметр? Как их включают в электрическую цепь?

10. При защите лабораторной работы учащийся должен дать определение величин, указанных в таблице, пояснить графики и начертить схему лабораторной работы по памяти.

Пример оформления

Таблица 20 Результаты измерений и расчетов

Рисунок 9 Механическая характеристика ,

Рисунок 10 Рабочие характеристики ,

Рисунок 11 Рабочие характеристика ,