1.Тема учебной программы: «Электрические машины переменного тока».
2.Тема работы: «Исследование устройства и режимов работы трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором».
3.Цель работы: Сформировать умение анализировать устройство асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, снимать его рабочие характеристики.
4.Материально-техническое оснащение:
лабораторный стол с комплектом оборудования, электроизмерительные приборы, соединительные провода, трехфазный асинхронный двигатель.
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 располагается вращающийся ротор. Ротор 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 в замкнутых обмотках ротора ЭДС. Эта ЭДС создаёт в обмотках ротора индукционные токи. При взаимодействии токов обмоток ротора с вращающимся магнитным полем создаётся вращающий момент сил, который стремится «вытолкнуть» ротор из магнитного поля, что и приводит ротор во вращение.
Направление вращения ротора совпадает с направлением вращения магнитного поля статора и 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 ЭДС индукции в роторе возникать не будет, т.к. для вращающихся обмоток ротора магнитное поле перестанет изменяться.
Разность частот вращения отнесенных к частоте вращения магнитного поля называют скольжением(S):
S 
,
где: n1- частота вращения магнитного поля, n2 -частота вращения ротора.
Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя можно осуществить:
-изменением сопротивления обмоток ротора с помощью реостата (для двигателя с фазным ротором);
-изменением числа пар полюсов в статоре;
- изменением частоты переменного тока.
6.Практическая часть:
-анализ устройства асинхронного электродвигателя;
-измерение напряжения, ток, мощности, частоты вращения ротора в режиме холостого хода и под нагрузкой;
-построение рабочих характеристик.
6.1.Техника безопасности при выполнении работы:
Перед выполнением сборки цепей убедиться, что лабораторный стол обесточен. При выполнении работы не прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. Любые изменения в схеме производить только после отключения питания. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов немедленно выключить напряжение питания и сообщить о неисправности преподавателю.
6.2.Описание выполнения задания:
- ознакомиться с измерительными приборами;
- определить предел измерения и цену деления приборов;
- определить технические характеристики приборов.
6.2.1.Собрать электрическую цепь по схеме (рис.1).
-предъявить собранную электрическую цепь преподавателю для проверки;
-убедиться, что указатель лабораторного автотрансформатора на рабочем столе установлен в положение «0 переменный ток»;
-установить движок реостата R в среднее положение; нагрузку (лампы накаливания) отключить, разомкнув тумблеры SA1, SA2, SA3 на лабораторном стенде;
-запустить электродвигатель кнопкой «ПУСК»;
-установить перемещением движка реостата R ток возбуждения 200 mA;
- определить показания всех электроизмерительных приборов, записать их значения в таблицу1.
Таблица1
| измерено | вычислено | ||||||||||||
| №п/п | Iд | n2 | cosφ | Uг | Iн | Iв | n1 | Uл | P2 | P1 | M | S | ŋ |
| А | 1/мин | В | А | А | 1/мин | В | Вт | Вт | Н•м | % | % | ||
- не изменяя ток возбуждения, изменить нагрузку цепи, включив тумблером SA1 одну лампу, определить показания электроизмерительных приборов, записать их в таблицу1;
-увеличить нагрузку, замкнув дополнительно тумблер SA2, определить показания электроизмерительных приборов, записать их в таблицу1;
-увеличить нагрузку, замкнув все тумблеры SA1, SA2, SA3, определить показания электроизмерительных приборов, записать их в таблицу1.
6.3.Требования к оформлению отчета:
Отчет о лабораторной работе выполнить в тетради для лабораторных работ или на листах формата А4. В отчет должны быть внесены: № группы, ФИО учащегося. Отчет должен содержать название раздела, темы работы, цели работы, схемы, графики, таблицы, основные расчетные формулы; таблицы и схемы электрических цепей чертить карандашом с применением чертежных инструментов.
-перечертить в отчет схему электрической цепи (рис.1) и таблицу1;
-выполнить необходимые расчеты по формулам, результаты вычислений записать в таблицу:
-вычислить частоту вращения магнитного поля статора n1 = 60f1/p, где
f1 =50 Гц – частота переменного тока в обмотке статора, p = 1-число пар полюсов статорной обмотки, (двигатель двухполюсный);
-вычислить линейное напряжение Uл= 
Uг;
-вычислить мощность на валу трехфазного асинхронного двигателя во всех опытах: P2=Мn/9550 = Uг•(Iн+Iв);
-вычислить активную мощность, потребляемую асинхронным трёхфазным двигателем из сети во всех опытах: P1= •Uл•Iд•cosφ, где cosφ -коэффициент мощности, Uл -линейное напряжение;
-вычислить момент асинхронного двигателя во всех опытах:M = 9,55•P2/ n2
-вычислить скольжение двигателя S = (n1 – n2)/n1;
-вычислить коэффициент полезного действия трехфазного асинхронного двигателя во всех опытах: ŋ=(P2/ P1)•100%;
-результаты вычислений записать в таблицу1.
По результатам измерений и вычислений на масштабно-координатной бумаге построить графики рабочих характеристик трёхфазного асинхронного двигателя (рис.2):
Iд = f(P2);
n2 = f(P2);
cos φ = f(P2);
ŋ = f(P2);
M = f(P2);
S = f(P2).
-Проанализировать результаты измерений и вычислений, записать выводы.
6.4.Контрольные вопросы:
Раскрыть принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя.
Перечислить типы асинхронных двигателей в зависимости от конструкции ротора.
Объяснить различие конструкций короткозамкнутого и фазного роторов.
Указать способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.
Записать формулу скольжения.
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
Свириденко Э. А., Китунович Ф.Г. Основы электротехники и электроснабжение. Мн., 2008.
Отчет о выполнении
Лабораторная работа № ____
Учащийся группы № ______ _______________________________
(Ф.И.О.)
Тема программы:
Тема работы:
Цель работы:
Материально-техническое оснащение: Технические данные измерительных приборов:
амперметр …..
вольтметр…..
Отчет о выполнении практической части задания:
Схема электрической цепи.
таблица.
Расчетные формулы…..
графики.
Контрольные вопросы и ответы:
1)
2)
3)
4)
5)……
Выводы:
Преподаватель: _________________________ ______________________
(зачет/незачет) (Ф.И.О.)
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Республиканский институт профессионального образования»
Филиал «Индустриально-педагогический колледж»
Учебная дисциплина
«Электротехника с основами электроники»
Лабораторная работа №13
Снятие параметров генератора постоянного тока с параллельным возбуждением и построение графиков
Специальности
2-02 06 31 Технический труд и черчение
2-36 01 06-02 Оборудование и технологии сварочного производства (по направлениям)
2-52 05 31 Оборудование и технологии мебельного производства (по направлениям)
Выполнил учащийся группы № …………….… …..
(Ф.И.О. учащегося)
