Випробування трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором і підвищення коефіцієнта потужності

[pic 1]

[pic 2]Лабораторна робота № 3

Тема: Випробування трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором і підвищення коефіцієнта потужності

Мета роботи: ознайомитись з конструкцією двигуна і навчитись визначати початки та кінці фазних обмоток статора; встановити залежність коефіцієнта потужності від гальмівного моменту на валу двигуна; ознайомитись із штучним способом поліпшення коефіцієнта потужності за допомогою конденсаторів.

3.1. Загальні теоретичні положення

До основних елементів трифазного асинхронного двигуна відносяться статор і ротор, які показані на рис. 4.1. Статор має 3 обмотки АХ, BY, CZ, які розміщуються в його пазах паралельно до його осі під кутом 120° між собою. Обмотки статора живляться від трифазної мережі. Струм обмоток статора створює магнітне поле, яке замикається навколо провідників статора і концентрується в статорі і роторі двигуна, які виготовлені з тонких пластин електротехнічної сталі. Силові лінії магнітної індукції В для одного з моментів часу показано на рисунку статора. Завдяки періодичній зміні сили струму в обмотках магнітне поле трифазного двигуна обертається навколо його осі, не змінюючи своєї величини, і робить один оберт за період зміни струму, тобто 50 обертів за секунду або 3000 обертів за хвилину при частоті мережі f=50 Гц. Ротор має обмотку у формі білячої клітки: паралельні до осі провідники (на рисунку темного кольору) з'єднаються кільцеподібними пластинами (показані пунктиром) з обох сторін ротора.

Обертальне магнітне поле статора перетинає провідники ротора і збуджує в них струм, який взаємодіє з магнітним полем статора і створює обертаючий момент, під дією якого ротор обертається і приводить в дію з'єднані з ним механізми. Обертаючий момент асинхронного двигуна залежить від відносної швидкості обертання ротора і магнітного поля статора. Коли б ротор обертався зі швидкістю nс магнітного поля (синхронна швидкість), обмотка ротора не перетинала б силові лінії магнітного поля і в обмотці ротора не збуджувавсь струм.

Для створення обертаючого моменту має бути ковзання ротора відносно магнітного поля статора.

Статор може мати 3, 6, 9 або більше обмоток, розміщених під кутами 120°, 60°, 40° або 120°/р (р - число пар полюсів магнітного поля статора). При цьому можна одержати різні швидкості обертання магнітного поля.

З урахуванням ковзання S швидкість обертання ротора асинхронного двигуна має значення: n = nc(1-S). Характерна залежність обертаючого моменту двигуна від ковзання показана на рис. 4.2. Робочу ділянку характеристики визначають межі зміни ковзання від 0 до Sк, на якій знаходиться точка А

[pic 3]

Рис. 4.1. Статор і ротор трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

При перенавантаженні двигуна, коли ковзання перевищує Sк, двигун переходить в нестійку зону і зупиняється (S=l).

Робочими характеристиками асинхронного двигуна являються залежності ковзання S, частоти обертання ротора n, обертаючого моменту М, споживаного струму І, споживаної потужності Р, коефіцієнту потужності cosϕ і к.к.д. від корисної потужності Рмех. на валу двигуна. Робочі характеристики визначають шляхом вимірювання значень вказаних величин при зміні механічного навантаження.