Исследование трехфазной асинхронной машины в режиме холостого хода

Это можно сделать одним из трех методов:

- методом индукции;

- методом пробного включения;

- методом пробной звезды.

Порядок выполнения работы

1.Выполнить маркировку обмоток

1.1. Методом индукции (универсальный, используется для двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором).

Суть метода: одна из найденных пар обмотки (например 1-1`) принимается эталонной и размечается С₁ - С₄ (рис. 2.2, а).

Эта обмотка и одна из тех, что остались, соединяются последовательно и включаются в сеть переменного тока 220 В. К выводам третьей обмотки подключается вольтметр.

Если вольтметр, подключенный к выводам третьей обмотки, показывает напряжение, то вторая обмотка соединена последовательно с эталонной. При этом вывод С₄ «конец» эталонной обмотки будет соединен с выводом С₂ – с «началом» следующей. Соединив обмотку, которая была до этого свободной, с эталонной, проводят разметку ее выводов. На рис. 2.2, г и д пояснены явления, которые совершаются при разметке этим методом.

1.2 Методом пробного включения (применяется для маломощных короткозамкнутых двигателей).

Суть метода: абсолютно произвольно парные выводы статора размечаются соответственно С₁ - С₄; С₂ - С₅; С₃ - С₆. При этом методе обмотка статора соединяется звездой (соединяются «концы» С₄, С₅, С₆) и включается в сеть. На слух оценивается качество работы двигателя. Вибрации, характерный необычный шум указывают, что разметка выполнена неправильно. Установив это, произвольно меняют разметку выводов какой-нибудь обмотки и повторяют включение. Если и эта попытка неудачная, восстанавливают начальную разметку, изменяют разметку другой фазы и повторяют опыт. Попытки повторяют до тех пор, пока двигатель не будет работать нормально. При этом оклнчательно размечают выводы обмоток статора.

Рисунок 2.2. – Индукционный метод разметки выводов обмотки статора

1.3. Методом пробной звезды (применяется только для двигателей с фазным ротором).

Суть метода: ротор двигателя отсоединяется от внешней цепи, парные выводы статора размечаются произвольно С₁-С₄; С₂-С₅; С₃-С₆, соединяются в звезду и включаются на напряжение сети, после чего измеряются фазные напряжения.

Если все эти напряжения приблизмтельно равны между собой, то разметка выводов обмотки статора сделана правильно. При неправильной разметке на «вывернутой» обмотке фазное напряжение будет большим, чем на других.

2. Пуск в ход и реверс асинхронного двигателя

2.1. Прямой пуск

В соответствии с паспортом двигателя и величиной напряжения в лаборатории, обмотки статора двигателя соединяются в звезду или треугольник, причем схема соединения обмоток выбирается таким образом, чтобы напряжение на фазных обмотках було номинальным фазным.

Пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей производится непосредственным включением в сеть (прямой пуск).

2.2. Пуск с помощью пускового реостата

Двигатели с фазным ротором запускаются в ход с помощью пускового реостата, который включается в цепь ротора, как это показано на рис.2.4. При этом сопротивление реостата в начале пуска требуется установить максимальным, а по мере разгона - уменьшать и после окончания разгона обмотку ротора замкнуть накоротко.

Для остановки двигателя обмотка статора отключается от сети. Чтобы избежать перенапряжения в обмотках, не допускается отключение двигателя с разомкнутым ротором.

2.3. Реверс двигателя

Для изменения направления вращения (реверс) необходимо изменить порядок чередования фаз напряжения питания. Тем самым изменяется направления вращения магнитного потока машины и, как следствие, направление действия электромагнитного вращающего момента.

3. Измерение частоты вращения и скольжения ротора асинхронного двигателя

3.1. При исследовании асинхронных машин чаще приходится иметь дело не с частотой вращения, а со скольжением:

(1)

где S - скольжение; n₁ - частота вращения магнитного поля;

n₂ - частота вращения ротора;

f₂ - частота тока в роторе, Гц;

f₁ - частота сети питания, Гц.

Методы, которые рассматриваются ниже, позволяют определять значение скольжения только при определенных оборотах ротора.

3.2. Метод непосредственного измерения частоты вращения ротора (метод тахометра). Этот метод дает достаточную точность только при измерении сравнительно больших скольжений (S> 10%). С помощью тахометра или тахогенератора измеряют частоту вращения ротора, проверяют частоту сети и, если нет отклонений от номинальной частоты, то скольжение определяется по формуле (1). При малых скольжениях (S< 10%) даже допустимые ошибки тахометра могут привести к большим ошибкам при определении скольжения.

3.3. Метод стробоскопа

Определяют по паспорту число полюсов машины 2p. На торец вала ротора наносят 2р лучей, как показано на рис.2.3, и освещают торец газосветной лампой, включенной в сеть переменного тока. Помечают один луч и считают число его полных оборотов за 1 минуту - а.

Из соотношения n₁ - n₂ = а определяем скольжение S двигателя и частоту вращения ротора n₂

Опыт повторяют 2-3 раза и на основании полученных данных находят n₂ и S как среднее арифметическое.

Суть метода. В основу этого метода положено явление стробоскопического эффекта, которое состоит в следующем. Если рисунок на торце вала освещать вспышками газосветной лампы, то рисунок будет казаться неподвижным, если n₂=n₁. Если же число оборотов ротора немного отличается от числа оборотов магнитного поля, рисунок будет медленно вращаться в ту или другую сторону.

За время одной вспышки газосветной лампы один из лучей, нанесенный на торец вала, при синхронной частоте вращения вала сделает 1/2р оборота, т.е. этот луч выявится на месте следующего за ним в направлении вращения луча.

Рисунок 2.3 - Разметка торца вала двигателя при определении скольженияня методом стробоскопа

Рисунок 2.4 - Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором

Если двигатель работает с частотой вращения, отличной от синхронной (n₁> n₂), то глаз при каждой новой вспышке лампы видит лучи, которые не успели занять место видимых при предыдущей вспышке лампы и будет казаться, что «звезда лучей» вращается в сторону, противоположную вращению вала. Можно доказать, что