Красовский А.Б, Васюков С.А., Мисеюк О.И., Трунин Ю.В. Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2014) (1244969)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаИсследование асинхронного двигателяс короткозамкнутым роторомМетодические указания к выполнению лабораторной работыпо дисциплине «Электротехника и электроника»1УДК 621.3ББК 31.2И88Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ruпо адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/72/book579.htmlФакультет «Фундаментальные науки»Кафедра «Электротехника и промышленная электроника»Рекомендовано Учебно-методической комиссиейНаучно-учебного комплекса факультета«Фундаментальные науки» МГТУ им. Н.Э. Бауманав качестве методических указанийРецензентканд. техн.

наук, ст. науч. сотр. А.В. ЖуравлевИ88Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутымротором : методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» / А. Б. Красовский, С. А. Васюков, О. И. Мисеюк, Ю. В. Трунин. — Москва :Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 25, [3] с. : ил.ISBN 978-5-7038-4022-1Изложены основные теоретические сведения о конструкции, принципе действия трехфазных асинхронных двигателей, возможных способах регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, приведены основные расчетные соотношения и формулы.

Дано описание лабораторного стенда, представлены задание, порядок выполнения и методические указания по проведению работы, а также вопросы для контроля знаний студентов.Для студентов, обучающихся по программе бакалавриата и специалитета и изучающих дисциплину «Электротехника и электроника».УДК 621.3ББК 31.2ISBN 978-5-7038-4022-12 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 Оформление. ИздательствоМГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014ВведениеЭлектрические асинхронные двигатели (АД) в настоящее время широко используются в промышленности, на транспорте, вбыту.

Поэтому представление об их физических принципах функционирования, конструктивных особенностях, характеристиках,энергетике необходимо инженерам практически всех специальностей. Благодаря конструктивной простоте, технологичности приизготовлении, высокой надежности и хорошим массогабаритнымпоказателям наибольшее распространение получили АД с короткозамкнутым ротором. Ими потребляется более половины всейэлектрической энергии, используемой промышленными предприятиями.Однако ввиду сложности и нелинейности физических процессов, характеризующих работу АД с короткозамкнутым ротором,аналитические методы исследования приводят к громоздким выражениям и дают лишь приближенное представление об их свойствах и характеристиках.

Это обусловливает важность экспериментального исследования свойств и характеристик названныхдвигателей при разных условиях питания: от сети, от широко используемого в настоящее время преобразователя частоты, приразных схемах включения статорных обмоток.Цель работы — экспериментальное ознакомление со схемамивключения, основными свойствами, характеристиками и частотным способом регулирования скорости АД с короткозамкнутымротором.31. Основные теоретические сведения1.1.

Устройство и принцип действия асинхронногодвигателя с короткозамкнутым роторомВнешний вид АД показан на рис. 1, а, а его поперечный разрезв упрощенном виде — на рис. 1, б. Как и любая электрическаямашина, он состоит из двух основных частей — статора и ротора.Статор неподвижен, ротор вращается. Воздушный зазор междуними составляет обычно 0,1...0,5 мм.Статор состоит из массивного стального или чугунного корпуса 1, внутри которого расположен сердечник (магнитопровод) 2 ввиде полого цилиндра с пазами, расположенными равномерно навнутренней поверхности в осевом направлении. Для снижения потерь энергии от вихревых токов, возникающих в сердечнике при работе машины, его выполняют в виде пакета, набранного из тонкихлистов электротехнической стали толщиной 0,35…0,5 мм.

Листы собеих сторон покрыты изоляционной пленкой (окалиной или лаком).В пазах сердечника статора размещают трехфазную обмотку 3,выполненную из изолированного медного (реже алюминиевого)провода.Концы обмотки статора присоединены к зажимам, расположенным в коробке выводов 7, укрепленной на корпусе двигателя.Как правило, выводят все шесть концов трехфазной обмотки, поскольку это позволяет использовать двигатель при разных напряжениях сети, отличающихся в 3 раз (например, 380 и 220 В).Более высокому напряжению сети в этом случае соответствует соединение обмоток звездой, более низкому — треугольником.

Ккорпусу статора крепятся два литых подшипниковых щита 6 сосквозными центральными отверстиями для подшипников 5, в которых вращается вал 4 ротора.Ротор состоит из сердечника 8, обмотки 9 и вала 4. Сердечникротора, как отмечалось, представляет собой спрессованный из отдельных тонких листов электротехнической стали пакет, имеющий форму цилиндра с продольными пазами по наружной поверхности и центральным отверстием для вала.4Рис. 1. Устройство асинхронного двигателя:а — внешний вид; б — поперечный разрез; в — обмотка ротора; 1 — корпус; 2 —сердечник статора; 3 — обмотка статора; 4 — вал; 5 — подшипник; 6 — подшипниковый щит; 7 — коробка выводов; 8 — сердечник ротора; 9 — обмотка ротора;10 — замыкающие кольца5У двигателей с короткозамкнутым ротором обмотка представляет собой расположенные в пазах неизолированные медные илиалюминиевые стержни, торцы которых с обеих сторон соединеныкороткозамыкающими кольцами 10, выполненными обычно из того же материала, что и стержни.

Отдельно такая обмотка повнешнему виду напоминает беличью клетку (рис. 1, в).При включении в трехфазную сеть синусоидально распределенная в пространстве магнитодвижущая сила (МДС) каждой фазы статора неподвижна в пространстве и пульсирует во времени счастотой протекающего тока. Ее амплитуда ориентирована по осисоответствующей фазы. Однако питание пространственно распределенных трехфазных обмоток трехфазной системой токов приводит к вращению результирующей синусоидально распределенной МДС относительно создающей ее статорной обмотки внаправлении, определяемом чередованием фаз.

Эта МДС возбуждает магнитное поле с потоками Ф, вращающееся в пространстве сугловой скоростью 0 , которая зависит от частоты напряжения сети f1 и числа пар полюсов p:0 2f1.p(1)Число пар полюсов р — конструктивный параметр двигателя,определяемый способом выполнения обмотки. Вращающеесямагнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой в ней возникает ток. В результате взаимодействия тока ротора с вращающимся полем наротор действует электромагнитный момент, его направление совпадает с направлением вращения магнитного поля.При работе двигателя скорость ω вращения ротора меньше, нообычно достаточно близка к скорости 0 вращения поля.

При  0 вращающееся магнитное поле не пересекает проводникиобмотки ротора, поэтому в ней не наводится ЭДС, не возникаетток и не создается электромагнитный момент. Однако реальнодаже при работе двигателя вхолостую (при отсутствии нагрузкина валу) значение ω будет меньше 0 вследствие некоторого тормозного момента, создаваемого в двигателе трением.Для асинхронных машин вводится понятие скольжения:6s0  .0(2)Зная значения s и 0 , можно определить скорость вращенияротора:  0 (1  s ).(3)Из (3) видно, что при увеличении значения ω от 0 до 0 скольжение s уменьшается от 1 до 0.

Номинальные значения скольженияsн и скорости вращения ротора н зависят от мощности двигателейи в среднем составляют примерно sн  0, 08 и н  0,920 .Изменить направление вращения ротора можно путем изменения направления вращения магнитного поля Ф. Для этого необходимо поменять чередование подключения любых двух фаз статорак источнику питания, т. е.

поменять местами любые два провода,которыми двигатель соединен с источником напряжения.1.2. Технические данные асинхронных двигателейВ справочной литературе для АД с короткозамкнутым роторомобычно указаны следующие технические данные: номинальныенапряжение U1н ; мощность P2н ; частота вращения nн ; ток обмоткистатора I1н ; КПД н и коэффициент мощности cos н ; перегрузочная способность ,   M к / M н , где Мк и Мн — критический и номинальный моменты; кратность пускового момента M п / M н ; кратность пускового тока I1п / I1н , где I1п — пусковой линейный ток прип = 0. При работе в номинальном режиме двигатель, как правило,имеет наилучшие удельные показатели (мощность на единицу массыили объема) и обеспечивает наиболее эффективное преобразованиеэнергии.Номинальная мощность P2н — это мощность двигателя, которую он развивает на валу при номинальной частоте вращения nни номинальном моменте M н .Под номинальным током I1н понимают линейный ток приработе двигателя с напряжением U1н и мощностью P2н .

Если7указаны два значения номинального напряжения (например,380/220 В), то обычно заданы и два значения номинального тока(например, 5,1/8,7 А). Значение номинального фазного тока приразличных напряжениях и соответствующих способах соединенияобмотки статора остается неизменным. Номинальные значениямомента и тока являются для АД максимальными длительно допустимыми значениями, поскольку при этом двигатель нагреваетсядо максимально допустимой температуры.При экспериментальных исследованиях измерения и количественные сопоставления удобнее проводить, оперируя частотойвращения n, об/мин, (см.

рис. 1, б) вместо угловой скорости ω, с–1.Эти величины связаны соотношениемπn.30(4)С учетом (1) и (4) частота вращения магнитного поля, об/мин,n0 60 f1.p(5)Из соотношения (5) следует, что при подключении двигателя ктрехфазному источнику напряжения со стандартным значениемчастоты f1  50 Гц частота вращения магнитного поля двигателяn0 имеет значения, приведенные ниже:pn0 , об/мин130002150031000475056006500Зная nн , можно определить n0 как ближайшее большее значение к nн и число пар p полюсов двигателя.Значения nн , н и cos н соответствуют работе двигателя снапряжением U1н и мощностью P2н .Для номинального режимаP2н  M нн 8M н nн.9,55(6)Потребляемая двигателем из сети мощность P1н , выходнаямощность P2н , а также величины cos н , U1н и I1н связаны соотношениямиР1н  3  U1н I1н cos н ;н P2н.P1н(7)(8)Соотношения (6) — (8) справедливы также для любого режима работы двигателя, отличного от номинального режима.Значения M к / M н , M п / M н , I1п / I1н , указываемые в справочной литературе, определяют при номинальном напряжении U1н двигателя.1.3.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги