Исследование трехфазного асинхронного двигателя

С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

 

Цель работы: исследование электрических и механических свойств трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором; построение его рабочих и механических характеристик.

 

Основные теоретические положения

 

Асинхронный двигатель является простейшей машиной из всех электрических машин. Принцип действия асинхронного двигателя основан на использовании вращающегося магнитного поля и основных законов электротехники. Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя представлена на рис. 12.1.

 

Рис. 12.1. Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

 

У асинхронного двигателя на статоре расположена трехфазная обмотка. При питании этой обмотки от трехфазной сети она образует вращающееся магнитной поле, частота вращения которого, об./мин,

,

где – частота тока питающей сети, Гц; – число пар полюсов обмотки статора.

В пазы ротора двигателя уложена короткозамкнутая обмотка, имеющая вид беличьего колеса. Обычно это медные или алюминиевые стержни в пазах ротора, замкнутые накоротко по концам кольцами из этого же металла.

Вращающееся поле статора пересекает обмотки статора и ротора, индуктируя в них эдс. В обмотке статора эдс – , в обмотке ротора – . Эдс ротора создает в обмотке ток , который, взаимодействуя с магнитным потоком статора, создает вращающий электромагнитный момент . Этот момент заставляет вращаться ротор в том же направлении, что и магнитное поле статора, но с меньшей скоростью. Отношение разности между частотой вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора машины переменного тока к частоте вращения магнитного поля (в процентах) есть скольжение:

,

где – частота вращения ротора, об./мин.

Критическое скольжение – это скольжение, при котором асинхронная машина развивает максимальный вращающий момент , где – коэффициент, определяющий перегрузочную способность двигателя; – скольжение при номинальной нагрузке.

Частота вращения ротора .

Активная мощность, потребляемая двигателем из сети,

,

где – фазное значение напряжения, В; – фазное значение тока, А; – угол сдвига фаз между током и напряжением (коэффициент мощности):

.

Активная мощность генератора , где – напряжения на зажимах генератора, В; – тока генератора, А.

Полезная мощность на валу двигателя

,

где – кпд передачи, ; – кпд генератора, .

Кпд двигателя

.

Порядок выполнения работы

1. Для снятия рабочих характеристик необходимо собрать схему (рис. 12.1). Под рабочими характеристиками асинхронного двигателя понимают зависимость , , , , , , .

В качестве механической нагрузки двигателя служит генератор постоянного тока параллельного возбуждения, имеющий электрическую нагрузку – лампы накаливания. Первое измерение параметров двигателя и генератора сделать при холостом ходе, затем последующие – при изменении нагрузки. Показания приборов записать в табл. 12.1.

Таблица 12.1