Вводное занятие по разделу «асинхронные машины».

Цель занятия:ознакомление с рабочими местами цикла «Асинхронные машины», перечнем лабораторных работ в цикле, графиком выполнение работ, особенностями правил техники безопасности, устройством асинхронных машин.

Содержание работы:

1. Прослушать инструктаж по технике безопасности. Расписаться в журнале по технике безопасности.

2. Ознакомиться с рабочими местами цикла, графиком прохождения работ, правилами оформления и сдачи работ.

3. Ознакомиться с разрезами, плакатами и демонстрационными стендами но асинхронным машинам, имеющимся в лаборатории.

4. Ознакомиться с методикой измерений частоты вращения, используемой в цикле работ.

5. Ознакомиться с расшифровкой цифровых и буквенных обозначений асинхронных двигателей.

6. Получить индивидуальное задание но выполнению эскизного чертежа асинхронной машины или схемы обмотки асинхронной машины в соответствии с заданным вариантом (табл. 1).

Таблица 1. Варианты по выполнению индивидуального задания

Вариант	Содержание чертежа
1.	Продольный разрез асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
2.	Поперечный разрез асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
3.	Продольный разрез асинхронного двигателя с фазным ротором.
4.	Разрез асинхронного двигателя с полым ротором.
5.	Разрез контактного сельсина.
6.	Разрез бесконтактного сельсина.
7.	Разрез однофазного асинхронного двигателя с расщепленными полюсами.
8.	Разрез линейного асинхронного двигателя.
9.	Разрез дугового асинхронного двигателя.
10.	Разрез асинхронного исполнительного двигателя.
11.	Разрез однофазного асинхронного двигателя.
12.	Схема трехфазной петлевой однослойной обмотки:
13.	Схема трехфазной петлевой двухслойной обмотки:
14.	Схема трехфазной волновой однослойной обмотки:
15.	Схема трехфазной волновой двухслойной обмотки:
16.	Схема трехфазной петлевой однослойной обмотки:
17.	Схема трехфазной петлевой двухслойной обмотки:
18.	Схема трехфазной волновой однослойной обмотки:
19.	Схема трехфазной волновой двухслойной обмотки:
20.	Схема трехфазной петлевой однослойной обмотки:
21.	Схема трехфазной петлевой двухслойной обмотки:
22.	Схема трехфазной волновой однослойной обмотки:
23.	Схема трехфазной волновой двухслойной обмотки:
24.	Схема трехфазной петлевой однослойной обмотки:
25.	Схема трехфазной петлевой двухслойной обмотки:
26.	Схема трехфазной волновой однослойной обмотки:
27.	Схема трехфазной волновой двухслойной обмотки:

Содержание отчета:

Отчет должен содержать вычерченный с помощью чертежных принадлежностей в карандаше разрез асинхронной машины или схему обмотки асинхронной машины на формате АЗ.

Контрольные вопросы:

1. Объяснить конструктивное различие асинхронного двигателя с фазным и короткозамкнутым ротором.

2. От чего зависят габариты асинхронной машины?

3. Как измерить частоту вращения асинхронной машины?

4. Как маркируются выводы обмоток асинхронной машины?

5. Дать расшифровку буквенных и цифровых обозначений асинхронного электродвигателя, предложенного преподавателем.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6.

Тема:Асинхронный преобразователь частоты.

Цель работы:знакомство с устройством и принципом работы асинхронного преобразователя частоты, исследование его характеристик, и энергетических показателей для различных схем включения.

Содержание работы:

1. Изучить устройство и принцип работы преобразователя.

2. Исследовать работу преобразователя в режиме электромагнитного тормоза и в генераторном режиме.

3. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить устройство и принцип действия исследуемого преобразователя частоты, записать его паспортные данные.

Использование повышенной частоты резко снижает габариты двигателей при сохранении той же мощности, позволяет получить высокие синхронные частоты вращения. Высокочастотные двигатели широко используются в электроинструментах, деревообрабатывающем производстве, в машинах для стрижки овец, в специализированных приборах систем автоматики. Источниками питания подобного оборудования могут служить как машинные, так и полупроводниковые преобразователи. Достоинством машинных преобразователей является простота, надежность в работе, доступность оборудования для их изготовления.

В работе исследуется машинный преобразователь частоты на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с низкой синхронной частотой вращения. Приводной двигатель асинхронный короткозамкнутый. Обе машины объединены в одном корпусе. Частота тока ротора преобразователя равна:

где – число пар полюсов двигателя ();

– число пар полюсов преобразователя ().

Знак «плюс» соответствует встречному, а «минус» согласному направлению вращения ротора по отношению ж направлению вращения поля статора преобразователя. В первом случае преобразователь работает в режиме электромагнитного тормоза, во втором – в режиме генератора.

Из энергетической диаграммы (рис.6.2) видно, что мощность в нагрузку может поступать по двум каналам – через мл от двигателя () и электромагнитным путем со статора преобразователя (). В генераторном режиме преобразователь по статору отдает энергию в сеть (отрицательна). Это требует более мощного двигателя. Поэтому, несмотря на примерно равные энергетические показатели, работа в генераторном режиме малоцелесообразна, к тому же получаемая частота ниже предельно возможной.

2. Исследовать работу преобразователя в режиме электромагнитного тормоза и в генераторном режиме.

Собрать схему для снятий характеристик (рис.6.2).

Перед включением лабораторной установки автоматические выключатели QF1 и QF2 и переключатели SA2, SA3 установить в положение «откл.», переключатель ВЗ на панели КИП – в положение «0». Установить диапазон измерения КИП по току переключателем В1 на панели прибора 10А, по напряжению переключателем В4 – 300В и определить цену деления вольтметра и амперметра КИП. По таблице, имеющейся на панели КИП, определить цену деления ваттметра.

Включить автоматический выключатель QF1. Переведя SA3 в положение «сеть», запустить приводной двигатель, затем, переведя SA2 в положение «сеть», подать питание на статор преобразователя. Наблюдая показания частотомера, определить получившийся режим. При встречном вращении частота тока преобразователя близка к 300Гц (режим электромагнитного тормоза), при согласном вращенииблизка к 200Гц (генераторный режим).

Поочередно переключал SA2 и SA3 из положения «сеть» в положение «КИП», замерить параметры первичных цепей по двигателю (SA3 в положении «КИП») и преобразователю (SA2 в положении «КИП»). Измерение с помощью КИП К-505 вести по каждой из фаз с помощью переключателя ВЗ, а в таблицу 6.1 заносить средние значения. При этом внимательно следить, чтобы SA2 и SA3 не оказались одновременно в положении «КИП», т.к. это можем привести к аварийному режиму и выходу из строя измерительного прибора.

Первая точка характеристики снимается без нагрузки. Затем преобразователь нагружается активной нагрузкой, включив QF2 (при этом выключатели ступеней активной нагрузки «1», «2», «3», «4» на лабораторном стенде должны находиться в отключенном состоянии). Постепенно наращивать нагрузку путем суммирования ступеней «1», «2», «3», «4» и для каждой точки производить описанные выше измерения. Результаты заносить в таблицу 6.1. для получившегося режима. После этого лабораторную установку отключить.

Отключение производиться в следующей последовательности,. Сначала отключить ступени нагрузки «1», «2», «3», «4». QF2. перевести в положение «откл.». Затем SA2 перевести в положение «откл.», выключив питание статора преобразователя. После этого SA3 перевести в положение «откл.», выключив приводной двигатель. Выключить QF1

При отключенной установке перейти в другой рингам работы путем изменения направления вращения приводного двигателя или направлений вращения электромагнитного поля статора преобразователя (т.е. изменить порядок чередования фаз статора приводного двигателя или статора преобразователя). Запустить установку и для нового режима произвести те же измерения, что и для предыдущего. Результаты занести в таблицу 6.1, после чего установку выключить.

Таблица 6.1. Параметры работы асинхронного преобразователя частоты в режиме электромагнитного тормоза и в генераторном режиме.

Экспериментальные данные
Двигатель			Преобразователь Y/Y
			Статор Y		Ротор Y
В	А	Вт	А	Вт	В		А	Гц
1. Режим электромагнитного тормоза
2. Режим генератора

Таблица 6.1. (продолжение).

Расчетные данные
Вт	Вт	о.е.	Вт	Вт	Вт	Вт	Вт	Вт	Вт	Вт	Вт	о.е.	о.е.	о.е.
1. Режим электромагнитного тормоза
2. Режим генератора

Используя экспериментальные данные, сделать необходимые расчеты и результаты свести в таблицу 6.1.

Мощность, потребляемая двигателем из сети:

Потери в обмотке статора двигателя:

где

Электромагнитная мощность двигателя:

где– потери в стали двигателя ().

Скольжение двигателя:

где– для режима электромагнитного тормоза равно 300Гц;

– для генераторного режима равно 200Гц.

Потери в обмотке ротора двигателя:

Сумма потерь в двигателе:

где– механические потери агрегата ();

– добавочные потери в двигателе;

Мощность двигателя, передаваемая по валу на преобразователь:

Мощность в нагрузке преобразователя:

Мощность, потребляемая преобразователем из сети:

Мощность, отдаваемая преобразователем в нагрузку:

Знак «минус» для говорит о том, что в цепи преобразователя мощность в нагрузку не поступает.

Сумма потерь в преобразователе:

Знак «минус» для соответствует генераторному режиму. При расчете учесть знак

Суммарная мощность, потребляемая агрегатом из сети:

Знак «минус» для соответствует генераторному режиму.

Суммарная полная мощность, потребляемая агрегатом из сети:

Общий коэффициент мощности агрегата по первичной цепи:

Общий КПД агрегата:

Скольжение преобразователя:

где

По данным опытов и расчетов построить в одних осях для обоих режимов следующие характеристики:

1. 

2. 

3. 

4. 

Проанализировать полученные результаты.