Электротехника 4 лаба. Отчет по лабораторной работе 4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Факультет специальных технологий Кафедра электротехники и автоматизированного электропривода наименование кафедры Отчет защищен с оценкой________________ Преподаватель Гесенко Н.М “_29_”_Ноября______ 2018 г. дата Отчет по лабораторной работе № 4 «Исследование трехфазного асинхронного двигателя» по дисциплине ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Студент группы _ МиТМ-71 Лунегов И.В Преподаватель Гесенко Н.М БАРНАУЛ 2018 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить конструкцию, назначение отдельных элементов трехфазного асинхронного двигателя. Научиться определять выводы катушек трехфазной обмотки статора и разбивать их на начала и концы. Изучить паспортные дачные двигателя и их назначение. Научиться подключать асинхронный двигатель и проводить его реверсирование. ПРОГРАММА РАБОТЫ И УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОНЕНИЮ . А. Подготовка стенда Для подготовки стенда к выполнению лабораторной работы необходимо все коммутирующие элементы на стенде поставить в положение: УП - I - генератор УП - 2 - генратор УП - 3 - самовозбуждение УП - 4 - на клеммы стенда ПНО – О Ампт – отключено Асд – отключено Ап - отключено Атр - отключено Т2 - отключено Т4 – отключено Б. Выявление выводов, принадлежащих катушкам обмотки статора 1. Для выявления выводов, принадлежащих одной катушке, собирают схему по рис.1. На этой схеме к клеммам 5 и 6 подводят регулируемое напряжение автотрансформатора: 9, 10 - клеммы вольтметра pV2. Как видно из рис.1, первоначально клемма 6 соединена с клеммой 13, а клемма 5 с клеммой 9. К клемме 10 подключен переносный щуп. 2. Соединить щупом клеммы 10 и 13. 3. Включить Ап и Атр. 4. Выставить автотрансформатором напряжение (с помощью pV2) 36В.  Рисунок 1 – Схема для выявления выводов. 5. Отключить щуп клеммы 10 от клеммы 13 и, прикасаясь им поочередно к клеммам 14, 15, 16, 17, 18 найти другой конец первой катушки по показанию рV2. Отключить стенд с помощью Ап. 6. Отключить клемму 6 от клеммы 13 и соединить клемму 6 с оставшейся одной из четырех клемм (например, с клеммой 15). 7. Включить стенд и щупом клеммы 10 найти конец второй катушки. Отключить стенд. 8. Отключить клемму 6 от клеммы 15 и соединить клемму 6 с 14 одной из двух оставшихся клемм (например, с 17). Включить стенд и щупом клеммы 10 определить конец третьей катушки. Таким образом, будут найдены концы катушек обмотки попарно, как например, в нашем случае: 13-14, 15-16, 17-18. 9. Автоматом Ап отключить стенд. В. Определение начал и концов катушек обмотки статора Для первой катушки обмотки статора произвольно принимаем: 13 - начало ( С I ), 14 конец ( С 4 ). Начало и конец второй катушки определяется относительно маркировки первой катушки в последовательности: 1. Собрать схему по рис.2 , где клеммы 11, 12 - клеммы миллиамперметра рА2. 2. Включить с помощью Ап стенд. Если теперь стрелка измерителя рА2 отклонится, то 15 - начало, а 16 - конец второй катушки, если не отклонится, то клеммы 15 и 16 необходимо поменять местами. 3. Выключить стенд. 4. Для проверки состояния, показанного на рис.2 , когда 15 - начало, а 16 - конец второй катушки, собирается по рис. 3. Стрелка не должна отклониться при включенном стенде. 5. Выключить стенд с помощью Ап. 6. Для определения начала третьей катушки обмотки собирается схема по рис. 4.  7. Включить стенд. Если стрелка индикатора А2 отклонится, то 17 - начало, а 18 - конец третьей катушки обмотки. 8. Выключить стенд. Таким образом, получилось: начало катушек обмотки- I3( CI), 15 15 (С2), 17(СЗ); концы - 14(С4), 16(С5),18(С6). Г. Пробный пуск асинхронного двигателя Правильность определения начал и концов катушек обмотки статора можно проверить путем пробного пуска асинхронного двигателя, для чего собирается схема по рис. 5. Здесь к клеммам 19, 20, 21 подводится трёхфазная сеть напряжением 380 В, что требует особой осторожности. Включить стенд (Ап) и кнопкой "пуск" ключа К1 включить двигатель. Тахометр отметит нарастание скорости и затем установившееся состояние. Провести реверсирование двигателя. Для этого выключить стенд (выключатель Ап перевести в положение "откл"). В месте подключения питания к двигателю поменять местами подводящие провода двух любых фаз. Включить стенд ( выключатель Ап в положение "вкл") и нажатием кнопки "Пуск" (черная кнопка) кнопочной станции асинхронного двигателя Асд включить двигатель и убедиться, что ротор двигателя вращается в противоположную сторону. Отключить двигатель нажав кнопку "стоп" Асд (красная кнопка) и отключить питание стенда (выключатель Ап перевести в положение "откл"). КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ. 1) Асинхронные двигатели Можно без преувеличения сказать, что промышленное производство приводится в движение асинхронными двигателями. Выпускается едиными сериями в огромных количествах – несколько млн. шт. В индикаторных системах прим. АД от долей Вт до сотен Вт. Предельная мощность – несколько десятков мегаватт. В генераторном режиме применяется редко, т.к. для создания поля в зазоре необходима реактивная мощность, а АД не могут работать с cos=1. АД предложил М.О. Доливо – Добровольский в 1891 г. Основные серии 4А (от 0.4 до 400 кВт) В/В машины серии А4 мощи>400кВт. Разработаны серии AU,AUP,5A,RA. Конструкции 2 типа с КЗ рот. и фазным. Наиболее распространены АД с КЗ рот. серии 4А. По степени защиты и способу охлаждения: IP44 – закрытая, защищается от попадания внутрь ее брызг любого направления и предметов диаметром более 1 мм, имеет внешний обдув вентилятором. IP23 – защита от возможности попадания твердых предметов (и пальцев) диаметром более 12.5 мм и от соприкосновения с ТВЧ и с вращающимися частями, от попадания капель, падающих под 60 градусов к вертикали. Наружный обдув – вентилятором, окруженным кожухом. Для повышения теплоотдачи на станине предусмотрены продольные радиальные ребра. В двигателях защищенного исполнения IP23 применена двусторонняя симметричная радиальная система вентиляции. Воздух попадает в машину через отверстия в щитах, а выходит через отверстия в станине. Направление воздуха внутри машины создается лопатками , отлитыми вместе с КЗ обмоткой, а диффузоры, укрепленные в подшипниковых щитах, направляет поток воздуха. 2) Конструкция.  Статор – станина (из алюминия или чугуна), шихтованный сердечник с пазами на внутренней поверхности. Форма пазов (скос) и их число зависят от мощности и частоты вращения. Станина имеет лапы, ребра – для охлаждения и механической прочности. Подшипниковые щиты (алюминий, чугун). Служат для поддерживания вала. Т.к. частота перемагничивания ротора небольшая (1‐2 Гц), листы ротора не изолируются. Воздушный зазор от 0.5 мм между статором и ротором. Ротор с короткозамкнутой обмоткой – стержни, закороченные кольцами – заливка алюминием. Двигатели мощностью выше 100 кВт имеют медную сварную обмотку. АД с КЗ ротором дешевы, надежны. Двигатель с фазным ротором имеет трёхфазную обмотку, которая уложена в пазы сердечника ротора и соединена в звезду. Концы обмотки присоединяют к трём контактным кольцам, расположенным на валу и изолированным друг от друга и от вала. Для осуществления электрического контакта с обмоткой вращающегося ротора на каждое контактное кольцо накладывают обычно две щетки, располагаемые в щеткодержателях.  Обмотка статора (первичная) 3‐х фазная. Выводы обмоток статора располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних.  3)Принцип действия. Обмотка статора при питании её 3‐х фазным током с частотой f создаёт вращающийся магнитный поток Ф с частотой  Об/мин. Магнитный поток индуцирует в обмотке ротора ЭДС Т.к. обмотка ротора замкнута, то в ней появляется ток  и создается вращающийся магнитный поток Ф2. Ф1 и Ф2 вращаются в одну сторону и с одинаковой частотой, имеют одинаковое количество полюсов. При взаимодействии Ф1 и Ф2 возникает результирующий магнитный поток Ф. В результате взаимодействия токов ротора с магнитным потоком Ф возникают действующие на проводники ротора механические силы F (их направление определяется согласно правилу левой руки) и эл. магнитный момент М. В режиме двигателя ротор вращается в сторону вращения поля. В режиме генератора ротор вращается с помощью приводного двигателя со скоростью n>n1. Т.к.n≠n1, двигатель называется асинхронным (а‐не) В противном случае проводники ротора не будут пересекаться магнитными линиями вращающегося поля и в них не будет индуктироваться ЭДС. Скорость вращения ротора в машинах общего назначения от 3000 до 500 об/мин. 4) Скольжение. Отличие частоты вращения ротора n и магнитного поля n1 характеризуется скольжение  (в относительных единицах или %) Режимы работы асинхронной машины:  Генератор – механическая энергия преобразуется в электрическую+тепло. Тормозной режим – электрическая и механическая энергии преобразуется в тепло. Режим может быть кратковременным – для быстрого останова. S=1 – трансформаторный режим. Используется для регулирования амплитуды и фазы напряжения. У АД общего назначения в номинальном режиме S=1.5‐6% При глубоком скольжении (S=10‐50%) АД используется редко, т.к. реактивная мощность, забираема из сети, преобразуется в тепло, что понижает кпд. Электрические потери в роторе АД Рэ2 =Рэм∙S пропорциональны скольжению S. Рэм ‐ электромагнитная мощность ( в воздушном зазоре) При S=1 вся мощность из сети преобразуется в тепло. При S=0 мощность из сети на ротор не поступает. Частота тока в обмотках статора определяется частотой f1 n1=  отсюда f1= .Частота тока в обмотках f2 зависит от скорости пересечения проводников вращающимся полем  где n2=n1-n=S*n1,тогда  Обычно у нормально нагруженного АД f2=1‐3Гц. При неподвижном роторе f1= f2. 5) Обмотки машин переменного тока. Обмотка статора и фазные обмотки ротора выполняются одно‐ и двухслойными. В зависимости от мощн. и напряжения прим. петлевые и волновые обм. Обм II для больших U. Обм посл. больших I. Статор обм. 4А – только петлевые. Прим.. всыпные обм. с мягкими катушками и обм. с жесткими катушками. ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.  Вывод: в данной лабораторной работе я изучить конструкцию, назначение отдельных элементов трехфазного асинхронного двигателя. Научился определять выводы катушек трехфазной обмотки статора и разбивать их на начала и концы. Изучил паспортные дачные двигателя и их назначение. Научился подключать асинхронный двигатель и проводить его реверсирование. |