Дослідження характеристик асинхронного двигуна з фазним ротором при несиметричних режимах
Мета роботи
Експериментальне дослідження механічних властивостей асинхронного двигуна з фазним ротором при несиметричній напрузі живлення кола статора і несиметричних опорах в колі ротора.
Короткі теоретичні положення
Несиметрія опору вторинного кола
Несиметричне вмикання опорів у коло ротора асинхронного двигуна застосовується для збільшення числа пускових характеристик при обмеженій кількості пускових опорів. При цьому на кожному положенні контролера виводиться опір тільки з однієї фази, це дає збільшення числа пускових характеристик у 3 рази. Несиметричні опори зумовлюють несиметричні струми окремих фаз ротора. Несиметричну систему струмів можна розкласти на симетричні складові прямої і зворотної послідовності. Згідно з цим у двигуні будуть існувати два моменти як прямої, так і зворотної послідовності.
Знак моменту Мпр завжди позитивний. Знак моменту Мзвор є функцією ковзання. При ковзаннях 1>s>0.5 Мзвор позитивний, при 0<s<0.5 Мзвор=0 негативний. При s=0.5 момент Мзвор=0. В результаті дії моменту зворотної послідовності у механічній характеристиці спостерігається "провал" при швидкості, близькій до половини синхронної, що при певному статичному моменті може спричинити затримку розгону двигуна (рис. 5.1). Це обмежує роботу з несиметричними опорами в колі ротора. Істотним недоліком, який властивий несиметричному вмиканню опорів у коло ротора асинхронного двигуна є збільшення втрат енергії в магнітопроводі і обмотках, зумовлених наявністю струмів і магнітних потоків зворотної послідовності, що спричиняють додаткове нагрівання двигуна.
|
|
|
Рис. 5.1
На рис. 5.2 показані експериментальні механічні характеристики для різної міри несиметрії роторних опорів.
Рис. 5.2
Несиметрія первинної напруги
При використанні схем з несиметричним живленням статора асинхронного двигуна добиваються зменшення пускових струмів і утворення більш жорстких характеристик у гальмівних режимах. Основним недоліком схем несиметричного живлення є значні втрати в міді і сталі двигуна, які призводять до значного нагрівання обмоток.
Несиметрична трифазна система може бути розкладена на дві симетричні трифазні системи: синхронну (має прямий порядок прямування фаз) і зворотносинхронну (зі зворотним порядком прямування фаз).
В зв'язку з цим можна сказати, що в двигуні будуть створені дві магніторушійні сили, які обертаються у відповідних напрямках. Кожна МРС створює свій магнітний потік. Індуковані у роторі ЕРС створюють відповідні системи струмів і обертальних моментів. Результуючий момент на валу двигуна буде дорівнювати алгебраїчній сумі обох моментів. Взаємодія магнітних потоків і струмів протилежних систем прямування фаз буде створювати пульсуючі моменти, середня величина яких дорівнює нулю. Математичний вираз механічної характеристики, нехтуючи активним опором обмотки статора, має вигляд:
|
|
|
Однофазне вмикання обмоток статора асинхронного двигуна є граничним випадком несиметричного живлення. Однофазне вмикання статора спільно з додатковими опорами в роторі дає можливість у режимі противмикання створити більш сталу характеристику і виключити можливість довільного реверсування двигуна.
При виборі величини додаткового опору в колі ротора асинхронного двигуна при однофазному вмиканні виходять з потреби досягнення критичного ковзання, що дорівнює двом, або перевищує два. При цьому механічна характеристика буде гальмівною. Величину додаткового опору знаходять за формулою:
де R2 - активний опір фази ротора; sк, sк.шт. - критичне ковзання в нормальній схемі і однофазній з додатковим опором.
Складові і результуючий момент при однофазному вмиканні обмоток статора показані на рис. 5.3.
Введення в коло ротора значного опору при однофазному вмиканні обмоток статора дозволяє одержати характеристики, що забезпечують надійний гальмівний режим (рис. 5.4).
|
|
|
Рис. 5.3 Рис. 5.4
Програма роботи
1. Записати паспортні дані електричних машин, що входять в експериментальну установку, підібрати апаратуру, вимірювальні прилади і реостати.
2. Зібрати схему установки згідно рис. 5.5 (РДЗ – регульоване джерело збудження).
Рис. 5.5
3. Зняти характеристики з несиметричним опором роторного кола (перемикач П1 замкнений):
а) при незначній несиметрії вторинного кола;
б) при значній несиметрії вторинного кола, що дозволяє одержати стійку швидкість, близьку до половини синхронної.
Характеристики знімаються як в прямому, так і в зворотному напрямку. Дослідні і розрахункові дані заносять в таблицю:
| № п/п | R1= ; R2= ; R3= | |||||||||
| Дослідні дані | Розрахункові дані | |||||||||
| I1, А | I2, А | I3, А | Ic, А | w, 1/с | Iя, А | Uя, В | Ме, Н×м | Мх, Н×м | М, Н×м | |
4. Зняти характеристики при несиметричній напрузі статора (перемикач П1 розімкнений) для Rд=0; Rд1; Rд2 (значення опорів задаються викладачем).
|
|
|
Дослідні і розрахункові дані заносять в таблицю:
| № п/п | Rд= ; Uм= | ||||||||
| Дослідні дані | Розрахункові дані
 Мы поможем в написании ваших работ! | ||||||||