Порядок проведения работы

1. По конспекту лекций изучите устройство, принцип действия и характеристики однофазного асинхронного двигателя.

2. Ознакомьтесь с лабораторной установкой, принципиальная электрическая схема которой приведена на рисунке.

При нажатии кнопки ПУСК трехфазное напряжение поступает к выводам С1, С2 рабочей обмотки статора двигателя, и выводам П1, П2 пусковой обмотки. Для измерения необходимых параметров двигателя включены соответственно вольтметр, миллиамперметр и ваттметр.

Вал 1 двигателя муфтой 2 соединен с валом 3 измерительно-нагрузочного устройства, состоящего из электромагнитного тормоза и моментомера.

Электромагнитный тормоз состоит из алюминиевого диска 4, жестко закрепленного на валу 3, обмоток возбуждения 5, уста­новленных на диске 6. Обмотки возбуждения 5 подключаются к источнику постоянного напряжения 7, величину которого можно изменять с помощью автотрансформатора 8.

Моментомер конструктивно совмещен с электромагнитным тормозом. К нижней части диска 6 прикреплен груз 9. К верхней части диска 6 прикреплена стрелка, которая при повороте диска 6 перемещается около неподвижной шкалы 10 моментомера. Моментомер предназначен для измерения вращающего момента M ₂ асинхронного двигателя.

Для измерения частоты вращения вала двигателя n ₂ служит строботахометр 11.

Он представляет собой ламповый генератор регулируемой частоты, питающий осветительную лампу, и имеющий шкалу, градуированную в числах оборотов в минуту. Частота вращения вала измеряется бесконтактным способом, для чего алюминиевый диск 4 освещается прерывистым светом лампы. Если число оборотов диска (вала двигателя) и число вспышек лампы равны между собой, то диск кажется неподвижным. Если частота вспышек лампы больше или меньше, чем число оборотов диска, то диск представляется наблюдателю вращающимся в ту или иную сторону. Для удобства отсчета на диске наносится точка или черта.

Шкала частоты импульсов в приборе имеет три диапазона:
300-1200, 1200-6000, 6000-30000 об/мин. Отсчет следует производить на втором диапазоне. Переход с одного диапазона на другой осуществляется переключателем (справа). Точность измерения ±1 %.

Запишите технические данные приборов, используемых в работе в табл. 9.1.

Таблица 9.1

Технические характеристики приборов

Рис. 9.3. Схема лабораторной установки

3. Соберите схему для испытания асинхронного двигателя
(см. рис. 9.3) и дайте проверить ее преподавателю.

4. Осуществить запуск электродвигателя, нажав кнопку «ПУСК». При выключенных тумблерах Т1 и Т2 (режим холостого хода) снять показания приборов, включенных в цепь двигателя и записать их в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Результаты исследований двигателя с отключенной пусковой обмоткой

Опытные данные	Расчетные данные
, А	, В	, Вт	, дел.	, об/мин	, В	, Н м	, В	, %		, %

Примечание. В табл. 9.2. I₁, U₁ - линейные ток и напряжение;
P_ф - активная мощность одной фазы (показания ваттметра); m - число делений тормоза моментомера.

5. Исследуйте работу двигателя при различной нагрузке. При включении тумблеров Т1 и Т2 электромагнитный тормоз развивает тормозной момент, противодействующий моменту электродвигателя, чем и осуществляет его нагрузку. Плавно с помощью автотрансформатора изменить режим работы тормоза моментомера (от 1 до 7 делений). Данные опыта записать в табл. 9.2.

Измерьте критический момент двигателя M_kp, для этого продолжайте плавно увеличивать нагрузку до тех пор, пока двигатель не остановится. Максимальное число делений, на которое отклонится стрелка моментомера, будет соответствовать кри­тическому моменту. Запишите величину критического момента в ньютонах под табл. 9.2, в виде примечания.

6. Исследуйте работу двигателя при различной нагрузке с включенной пусковой обмоткой (тумблер Т3 замкнут) по методике, описанной в п. 5. Данные опытов записать в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Результаты исследований двигателя с включенной пусковой обмоткой

Опытные данные	Расчетные данные
, А	, В	, Вт	, дел.	, об/мин	, В	, Н м	, В	, %		, %

Измерьте критический момент двигателя M_kp, величину ко­торого запишите в виде примечания под табл. 9.3. Измерьте пусковой момент двигателя M_П. Для этого совместите отверстие в алюминиевом диске с одним из отверстий в полюсных наконечниках и вставьте в них проволочный штифт. Придерживая одной рукой диск электромагнитного тормоза с обмоткой возбуждения от резких поворотов, включите второй рукой двигатель нажатием кнопки ПУСК. Показания стрелки моментомера после успокоения ее колебаний и будут соответствовать величине пускового момента. Величину пускового момента M_П запишите в виде примечания под табл. 9.3.

7. Произведите обработку результатов измерений, используя следующие расчетные формулы:

а) активная мощность, потребляемая электродвигателем

;

б) момент, развиваемый двигателем

;

в) полезная мощность двигателя, развиваемая на валу

;

г) частота вращения поля статора

;

где f =50 Гц - частота сети; p=2 - число пар полюсов обмотки статора;

д) скольжение

;

е) коэффициент полезного действия

;

ж) коэффициент мощности

.

7. Покажите руководителю результаты опытов и расчетов. По указанию руководителя, если не требуется повторение опытов, разберите схему, приведите в порядок рабочее место.

8. Составьте отчет по работе. Отчет должен содержать следующие основные разделы:

- цели работы;

- схему испытаний (рис. 9.3);

- технические характеристики приборов (табл. 9.1);

- таблицы измерений;

- расчетные формулы и таблицы расчетных данных;

- рабочие характеристики двигателя:

; ; ; ; ;

- выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните устройство и принцип действия однофазного конденсаторного двигателя с короткозамкнутым ротором?

2. Какие электродвижущие силы индуктируются в обмотках статора и ротора?

3. Объясните схему замещения асинхронного двигателя.

4. Постройте энергетическую диаграмму конденсаторного двигателя.

5. Как изменить направление вращения двигателя?

6. Почему cos φ относительно больше у однофазного конден­саторного двигателя по сравнению с трехфазным?