Практкум по ЭиСА-А4

ФГБОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»

Инженерный факультет Кафедра «Электрооборудование и механизация переработки с.х. продукции»

Лабораторный практикум

по дисциплине

Электрооборудование и средства автоматизации

Чебоксары, 2014 г.

При разработке лабораторного практикума по дисциплине «Электрооборудование и средства автоматизации» в основу положены:

1)ФГОС ВПО по направлению подготовки (специальности) 110800 «Агроинженерия», утвержденный МОН РФ «9» ноября 2009 г. № 552.

2)Учебный план профиля: Электрооборудование и электротехнологии, одобренный Ученым советом ФГБОУ ВПО ЧГСХА протокол № 9 от 29 мая 2014 г.

3)Рабочая программа дисциплины «Информационные технологии, автоматики и элек-

тротехники (ИТАиЭ)» одобренная методической комиссией инженерного факультета протокол №

_4_ от __ 19.11.2014 г.

Лабораторный практикум по дисциплине «Электрооборудование и средства автоматизации» одобрены на заседании кафедры «Информационные технологии, автоматики и электротех-

ники», протокол № _5_ от «13_» _ноября__2014_ г.

Заведующий кафедрой _________________________ (В.В. Белов)

2

По каждой работе сообщается теоретические сведения, методика основных расчетов, принципиальные электрические схемы, тематический план дисциплины, список рекомендуемой литературы.

Работа №1 Фазировка концов статорной обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым

ротором, исследование пускового режима

Конструкция асинхронных двигателей.

По устройству двигатель состоит из неподвижного статора, вращающегося ротора и двух подшипниковых щитов. Статор состоит из станины, сердечника и обмотки. Станину изготовляют из любой стали (чугуна, алюминия). Сердечник статора набирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35; 0,5 мм, изолированных лаком. На внутренней поверхности сердечника выштампованы пазы для укладки статорной обмотки.

Внутренняя поверхность статора отделена от ротора воздушным зазором. Ротор асинхронного двигателя состоит из вала, сердечника и обмотки. Сердечник ротора набирают из выштампованных листов электротехнической стали. На внешней поверхности ротора имеются пазы для укладки обмотки. По виду обмотки на роторе различают короткозамкнутые и фазные асинхронные двигатели.

Принцип работ асинхронного электродвигателя.

Работа асинхронного электродвигателя основана на явлении взаимодействия индуктированного тока ротора с магнитным полем статора. При включении трехфазного электродвигателя в сеть по его фазам протекают токи, образующие вращающейся магнитное поле, частота и скорость вращения которого равна:

где: f - частота тока, Гц; р - число пар полюсов.

Вращающий магнитный поток пересекает обмотку ротора и в ней индуктируется ЭДС. Направление индуктированных ЭДС определяется по правилу правой руки.

4

схеме "звезда" или "треугольник" не представляет трудностей. Чтобы фазы соединить звездой, нужно С4, С5, C6 соединить в одну точку, а к началом фаз С1, С2, C3 подвести напряжение сети.

Для соединения фаз обмотки электродвигателя в треугольник нужно конец одной фазы (С4) соединять с началом другой фазы (C2), а конец ее С5 соединить с началом третьей фазы C3, конец которой C6 соединить с началом первой фазы. В результате получаются три точки (вершины); C1-C6, С2-С4 С3-С5 к которым необходимо подвести напряжение сети. Труднее это сделать по схемам соединения фазных обмоток, при отсутствии маркировки выводных концов.

Пуск асинхронных короткозамкнутых электродвигателей осуществляется при полном номинальном и пониженном напряжении на обмотке статора.

Прямой пуск двигателе характеризуется простотой операции. Для пуска достаточно подать напряжение на статорную обмотку включением магнитного пускателя. Существенный недостаток этого способа - большой пусковой ток, он превышает номинальный в 4-7 раз. Большой ток при прямом пуске асинхронного двигателя не опасен для обмотки статора, т. к. при этом температура нагрева обмотки не успевает достичь значительной величины. Большой пусковой ток вызывает большую потерю напряжения у питающей сети. Колебания напряжения в сети отрицательно сказывается на других потребителях этой сети, особенно это нежелательно при частых пусках двигателей. Включенные лампы сильно уменьшают свой накал, работающие двигатели уменьшают момент и могут остановиться, их перегрузочная способность уменьшается в зависимости от квадрата снижения напряжения. Кроме того, пускаемый двигатель при тяжелых условиях может "не развернуться".

Реакторный способ пуска осуществляется с применением индуктивного сопротивления. Недостаток этого способа тот, что уменьшение пускового тока двигателя сопровождается значительным уменьшением пускового момента. Пусковой ток зависит от напряжения в первой степени, а пусковой момент - от квадрата напряжения. Реакторный пуск применяют там, где можно уменьшать пусковой ток, а величина пускового момента не имеет существенного значения.

Перед пуском двигателя переключатель П ставят в положение «звезды», обмотка статора оказывается соединена звездой. Затем включают автоматический выключатель и двигатель раскручивается. После того, как ротор двигателя развернется до скорости, близкой к номинальной, переключатель переводят в положение «треугольный». Этот способ пуска уменьшает пусковой ток в три раза, но и пусковой момент уменьшается также в три раза. Пуск двигателя переключением статорной обмотки со звезды на треугольник равноценен автотрансформаторному пуску с коэффициентом трансформатора 1,73. Значительное снижение пускового момента ограничивает применение этого способа используют лишь для двигателей, пускаемых вхолостую или под очень незначительной нагрузкой.

В ряде случаев пусковые характеристики асинхронных двигателей с не удовлетворяют требованиям, что привело к созданию двигателей с улучшенными пусковыми свойствами (большим пусковым моментом при малом пусковом токе).

Исследование пускового режима трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя. Собираем электрическую схему 4, а затем проводим опыты:

а) включаем электродвигатель на сетевое напряжение при соединении фазных обмоток статора в звезду, измеряем пусковой ток статора двигателя;

б) включаем электродвигатель на сетевое напряжение при соединении его фазных обмоток на треугольник измеряем пусковой ток;

Схема 4.

в) включаем асинхронный электродвигатель на сетевое напряжение при соединении его обмоток в звезду. Когда двигатель разгонится, переключаем его фазные обмотки на треугольник (переключатель П - на " "). Измеряем пусковой и установившийся токи.

Работа №2 Схемы управления поточной линией

Цель работы: Практически освоить монтаж панели управления поточной линией.

Автоматическое управление производственными машинами, поточными линиями, агрегатами и т. д. повышает производительность труда рабочего, улучшает качество продукции, уменьшает расход электроэнергии, увеличивает надѐжность в работе и позволяет дистанционно управлять электроприводами.

5

Порядок выполнения работы: Изучить технологическую и электрическую схему поточной линии; ознакомиться с размещением аппаратов на "панели управления и с их изображением на схеме; усвоить условные обозначения, буквенную и цифровую маркировки аппаратов и проводов; вычертить схемы управления тремя короткозамкнутыми электродвигателями и- собрать их. После проверки – опробовать; записать паспортные данные всего используемого оборудования; составить отчеты с описанием устройств и работы схем.

Содержание работы и методика еѐ выполнения. Пусть технологическая - схема, поточной линии кормоцеха состоитиз корнеклубнерезки, скребкового транспортера и бункера.

Запуск машины должен происходить последовательно, навстречу потоку обрабатываемого корма, т. е. первым должен включаться электродвигатель корнеклубнерезки M1, затем электродвигатель транспортера М2 после должна открываться задвижка бункера электродвигателем М3. Остановка двигателей осуществляется в обратной последовательности. Открывание задвижки бункера при неработающем транспортере не предусмотрено. Также не предусмотрено включение транспортера при неработающей корнеклубнерезки. Выполнение этих требований обеспечивается первой электрической схемой управления поточной линией.

Наиболее простыми, автоматическими схемами управления пуска и работы асинхронных короткозамкнутых двигателей являются схемы блокировочных связей, выполняемых с помощью различного рода магнитных пускателей. Контакты магнитных пускателей позволяют объединить различные схемы автоматического запуска и взаимосвязанной работы нескольких электродвигателей (в зависимости от требований технологического процесса).

При этой схеме управления один дополнительный контакт магнитного пускателя используют с целью

блокировки кнопки "пуск", а другой - с целью подготовки управления следующего электродвигателя. Назначение схемы - осуществить запуск электродвигателей в определенной последовательности.

Схема позволяет произвести запуск электродвигателей только в - определенной последовательности, а именно запускается электродвигатель М1, затем - М2, после – М3. Если не будет работать M1, то нажатие на кнопку "пуск" электродвигателя М2 не дает никаких результатов, ибо в цепи катушки последовательно включен дополнительный контакт 2КМ1 первого магнитного пускателя. При остановке электродвигателя M1 вручную или в результате срабатывания теплового реле KK1 остановятся все электродвигатели, т. к. окажется разомкнутым дополнительный замыкающий контакт 2KM1, включенный в цепь катушки КМ2. Электродвигатели М2 и М3 могут быть остановлены, а электродвигатель M1 может продолжить работы.

При этом виде блокировки цепь для питания катушки создается не замыканием дополнительных контактов, а замыканием главных контактов магнитного пускателя.

При нажатии на "пуск" электродвигателя М3, этот электродвигатель будет включен в работу, и тем самым будет подготовлена цепь для питания катушки КМ2 магнитного пускателя электродвигателя М2 (через главные замыкающие контакты КМЭ).

Запуск электродвигателя М2 производится нажатием кнопки "пуск" от В4. Только после чего создается возможность запустить электродвигатель M1. Двигатель M1 может быть остановлен при работе электродвигателей М2 и М3.

Содержание отчета. Вычертить монтажную схему автоматического управления поточной линией и ответить на контрольные вопросы. На монтажной схеме управления показать в принятых условных изображениях все элементы схемы, проставить цифровую маркировку всех зажимов и по заданию преподавателя показать монтаж проводов одной из цепей схемы.

6

Работа №3 Включение люминесцентных ламп и их испытание

Цель работы: Изучить конструкцию и принцип работы люминесцентной лампы; уметь объяснить работу схемы и знать предназначение каждого из еѐ элементов.

Люминесцентная лампа - это длинная стеклянная трубка (колба) 1. внутренняя поверхность которой покрыта люминофором 2 (рис. 1). В герметически закрытых торцах колбы на молибденовых электродах 3, прикрепленных к стеклянной ножке 5, смонтирована вольфрамовая оксидированная моноспираль 6. К электродам спирали припаяны штырьки 5, изолированные от цоколя лампы 7 специальной мастикой.

Из колбы лампы через отверстие в стеклянных ножках откачивает воздух и вводят инертный газ (аргон) и небольшое количество ртути. Электрический разряд в такой лампе начинается в атмосфере инертного газа, а затем, по мере испарения ртути, продолжается в еѐ парах.

Преобразование электрической энергии в световое излучение в люминесцентных лампах имеет две фазы: электрический разряд в парах ртути сопровождается коротковолновым ультрафиолетовым излучением (первая фаза); возникающая ультрафиолето-

вая радиация, воздействуя на люминофор, вызывает его фотолюминесценцию (вторая фаза). Таким образом, люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимое.

Люминесцентные лампы различаются по форме и размерам колбы, мощности и спектральному составу излучения. Четыре типа трубчатых прямых люминесцентных ламп: ЛБ, ЛД, ЛТБ, ЛХБ - отличаются составом люминофора, а следовательно, и спектральной интенсивностью. Буквы, входящие в наименование этих типов ламп означают: Л - люминесцентная, Д - дневная, ТБ – тепло-белая и ХБ - холодно-белая.

Среди ламп указанных цветностей различает ещѐ лампы с улучшенным спектральным составом излучения, обеспечивающие получение хорошей цветопередачи освещаемых предметов. В обозначении этих ламп после букв следует Ц, (ЛДПБ, ЛХБЦ, ЛЗ и т. д.).

Сразу после буквенного обозначения ламп следуют цифры, указывающие на номинальную мощность, и через тире - порядковый номер разработки.

Люминесцентные лампы каждого типа выпускают мощностью 15, 20, 40, 65 и 80 Вт. Средняя продолжительность горения всех типов ламп - не менее 10 тыс. часов. Лампы рассчитаны таким образом, что оптимальным условиям их работа соответствует температура 18-25 °С и относительная влажность воздуха не более 70%.

Для разогрева электродов люминесцентной лампы и облегчения еѐ зажигания в схемах включения часто применяют стартер.

Устройство стартера тлеющего разряда. Стартер (рис. 2) представляет собой миниатюрную газоразрядную лампу 3 с биметаллическими (одним или двумя; электродами 1 и 2, заполненную смесью 60 % аргона, 28,3 % неона, 11,2 % гелия.)

Стеклянная колба лампы стартера помещена в металлический корпус цилиндрической форма 6. Напряжение зажигания лампы составляет 70 В для стартера, рассчитанного для работы в сети 127 В, и 128 В - для стартера, рассчитавшего на 220 В питающей сети. Присоединение стартера к схеме осуществляется контактными электродами.

Работа схемы. Основными элементами схемы включения люминесцентных ламп являются: газоразрядная лампа, дроссель в качестве балластного сопротивления и стартера (рис. 3).

При подаче напряжения на схему ток через лампу течет, т.к. газовый промежуток является изолятором и для его пробоя нужно напряжение, превышающее напряжение сети. В стартере при этом возникает тлеющий разряд, сопровождающийся протеканием тока (20-50 мкА) в электрической сети (дроссель, нить накала электродов люминесцентной лампы, стартер). Биметаллические электроды стартера разогреваются, изгибаются, накоротко замыкается друг с другом и замыкают цепь накала электродов люминесцентной лампы через дроссель на напряжение сети.

За 1-2 секунды электроды люминесцентной лампы разогреваются до 700-900°С, вследствие чего увеличивается электронная эмиссия и облегчаются условии пробоя газового промежутка. После прекращения тлеющего разряда в стартере его электроды охлаждаются и, возвращаясь и исходное положение, разрывает цепь накала электродов люминесцентной лампы. В момент, разрыва цепи возникает ЭДС самоиндукция в дросселе, за счет которой возникает импульс повышенного напряжения. Это импульс приложен к электродам лампы. Происходит

7

пробой, и лампа начинает светиться. К стартеру же, включенному параллельно лампе, прикладывается приблизительно половина, напряжения сети, которого недостаточно для повторного пробоя его газоразрядной лампы, и поэтому она больше не зажигается. Если лампа не зажглась, зажигание автоматически повторяется.

Мощность электроразряда в газе имеет тенденцию к непрерывному возрастанию. Если бы в электрической цепи не было дросселя, то мощность разряда достигла бы величины, способной разрушить лампу. Дроссель выполняет роль ограничителя тока.

Конденсатор CL, включенный в схеме параллельно лампе, необходим для повышения коэффициента мощности.

Достоинства и недостатки люминесцентных ламп. В отличие от ламп накаливания люминесцентные лампы безинерционны. Если при работе лампы накаливания от сети переменного тока с частотой 50 Гц не замечаются пульсации светового потока, т. к. нить накала не успевает ощутимо остыть при переходе тока через нулевое значение, то световой, поток люминесцентной лампы меняется по величине, следуя по времени за изменением тока, и глаз человека ощущает мигание света. Такие пульсации утомляют глаза, ухудшают процесс зрения и зачастую приводят к искажению восприятия движущихся предметов - стробоскопическому эффекту. Стробоскопический эффект заключается в том, что вращающаяся с некоторой скоростью деталь, освещенная газоразрядным источником, включенным в сеть переменного тока, может показаться неподвижной или даже медленно вращающейся в противоположную сторону. Такое явление и может привести к травматизму. Основные преимущества люминесцентных ламп перед лампами накаливания КПД (66 %) и срок службы выше, а также благоприятный спектральный состав. Однако, люминесцентной лампе присущи и серьѐзные недостатки, основные из которых: наличие вспомогательной аппаратуры (стартер, дроссель, конденсатор), усложняющей и удорожающей установку; зависимость показателей работы лампы от условий окружающей среда; стробоскопический эффект.

Работа №4 Монтаж и присоединение магнитных пускателей

Цель работы: изучить магнитные пускатели серии ПМЕ, ПА и др.; принципиальные и монтажные схемы пускателя; принципы присоединения их.

Порядок выполнения работы. Изучить устройство, назначение и принцип действия магнитных пускателей. Провести ревизию магнитного пускателя. Собрать схему соединения магнитного пускателя.

Содержание работы и методика ее выполнения. Магнитные воздушные пускатели серии ПМЕ и ПА

предназначены для. дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями и др. токоприемниками.

Основные элементы магнитного Пускателя: трехполосный контактор, блокировочные контакты и тепловые реле. Контактор серии ПМЕ имеет прямоходовую Ш-образную электромагнитную систему, состоящую из якоря и катушки. Якорь шарнирно соединен с изоляционной траверсой, несущей контактные мосты.

Магнитные пускатели серии ПА созданы на базе поворотно-рычажных контакторов. Главные контакты состоят на, неподвижных, мостиков, расположенных в закрытой дугогасительной камере.

Для управления работой пускателя применяют кнопочные-станции, снабженные кнопками "пуск" и "стоп", имеющие замыкающие и размыкающие контакты.

Втягивающая катушка магнитного пускателя надежно работает при напряжений 85-105% от номинального. При снижении напряжения в цепи до 35-40 % от номинального пускатель выключается.

Пускатели с тепловым реле типа ТРН и ТРП защищают электродвигатели от длительных перегрузок. Реле имеет регулировку тока установки теплового элемента в пределах ±25 % от номинального. При на-

грузке, равной 1, 2 номинального тока установки, реле отключает пускатель не более чем за 20 мин. Реле ТРН и ТРП имеют только ручной возврат, который возможен при нажатии кнопки возврата спустя 1-2 минуты после срабатывания реле.

Импортные пускатели имеют тепловые реле с самовозвратом.

Пускатели рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха от -40 до +40 °С, относительной влажности окружающего воздуха не более 50 % при +20 °С и не более 70 % при +40 °С, при высоте над уровнем моря до 1000 м. Допускается вибрация мест крепления пускателей с частотой не более 25 Гц при ускорении не более 0,7 (ускорение свободного падения). Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах, нишах и местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.

Пускатели в защищенном исполнении устанавливают внутри помещений, окружающая среда которых не содержит значительного количества пыли.

Пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены для внутренних и наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и прямого попадания струи дождя.

Обозначение пускателей расшифровывается следующим образом: серия (ПМЕ, ПА и др.); величина (габарит). Для серии ПМЕ -от 0 до 2, ПА - от 3 до 6; исполнение- 1 или 7 - открытое, 2 или 8 - защищенное, 3 или 9 - пылезащищенное, 4-пылебрызгонепро-кицаемое; характер включения двигателя, включаемого пускателем, и наличие тепловых реле. 1-нереверсивный без реле, 2-нереверсивный с реле, 3-реверсивный без реле, 4- реверсивный с реле.

Например, ПА-312: пускатель серии ПА третьего габарита (на ток включаемого электроприемника до 40 А), открытого исполнения, нереверсивный с тепловым реле.

8

Механическая износоустойчивость пускателя составляет не менее 5 млн. срабатываний. Изоляция контактора выдерживает напряжение 2000 В переменного тока 50 Гц в течение 1 мин. Сопротивление изоляции мегомметром на 500 В должно быть не менее 0,5 МОм.

1. Технические данные магнитных пускателей

Электрическая схема магнитного пускателя состоит из цепей главного тока, цепей управления и блокировочных связей. Цепи главного тока изображают толстыми линиями, остальные цепи - тонкими.

На принципиальных схемах отдельные элементы изображают в том порядке, в котором они соединены между собой.

Принцип работы пускателя прост: при подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, главные контакты и. замыкающие блок-контакты замыкаются, кнопка "пуск" блокируется.

При отключении происходит обратная картина.

Изучение пускателей целесообразно начинать с рассмотрения различных их типов, представленных на стенде. В работе необходимо расшифровать обозначение каж-

дого показателя, обратить внимание на паспортные данные и основные отличительные признаки отдельных серий.

Присоединение реверсивных магнитных пускателей. Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух равноценных нереверсивных пускателей, один из которых включает электродвигатель в прямом направлении, а другой - в обратном.

Для изменения направления вращения двигателя необходимо поменять местами две фазы сети. В реверсивном пускателе такая коммутация тока происходит автоматически при замыкании соответствующих главных контактов. Одновременное включение пускателей недопустимо. Оно приводит к двухфазному короткому замыкание силовой цепи. Чтобы не допустить такую аварию, применяют различные блокировочные устройства. Реверсивные пускатели могут иметь механическую, электрическую и комбинированную блокировку. Блокировка исключает возможность одновременного замыкания главных контактов двух пускателей.

При механической блокировке подвижные части пускателей соединены между собой при помощи рычагов. Двуплечий рычаг блокировочного устройства допускает включение только одного из двух пускателей. Такую блокировку имеют пускатели ПА-313, 424.

Электрическая блокировка осуществляется включением втягивающей катушки одного пускателя через размыкающие контакты другого.

Комбинированная блокировка механически разрывает механическую цепь управления смежного пускателя. Блокировка осуществляется при помощи специального кнопочного поста, который имеет по четыре контакта на каждой пусковой кнопке. При нажатии на "пуск", "вперед" такой пост при помощи подвижного мостика вначале размыкает верхние контакты и разрывает цепь катушки "назад", а затем тем же мостиком замыкает нижние контакта и подает питание на катушку пускателя "вперед".

На монтажной схеме пускатель, кнопочный пост, электрический двигатель изображаются в виде технического рисунка, на котором упрощенно показаны элементы аппаратов: клеммы контактов, катушек и соединительные провода.

Буквенные позиционные обозначения элементов на схемах играют важную роль. Элементы аппаратов одного пускателя (катушки, контакты) на этих схемах расположены в различных цепях, а их буквенные обозначения одинаковы. Все однотипные элементы изображаются одинаково, поэтому единственный способ установить, к какому пускателя относится тот или иной контакт - это сопоставить буквенные позиционные обозначения.

На схемах цифрами маркируются провода всех цепей. Проводам, сходящимся в одном узле схемы, присваивают одинаковую маркировку. На схеме цепи управления имеет следующую цифровую маркировку: контакты кнопки "стоп" обозначены 5-6; кнопка "пуск", "вперед" имеет замыкающие контакты 1-2, а размыкающие 4-6. Кнопка "назад" имеет замыкающие контакты 4-3, а размыкающие 6-4. Такая маркировка, принята заводами-

9

изготовителями кнопочных постов, помогает пониманию схемы и ускоряет присоединение проводов. Маркировку проводов сложных схем выполняет в соответствии с ГОСТ 9099-59 согласно ЕСКД. До сборки схемы необходимо уточнить местонахождение каждого элемента, определить клеммы главных контактов, катушек, замыкающих и размыкающих блок-контактов, пусковых кнопок. Определять принадлежность этих элементов пускателям "вперед" или "назад". При сборке схемы необходимо соблюдать порядок очередности присоединения проводов цепи управления. Проверить правильность сборки и осуществить пробное включение аппаратов. Затем, обеспечив установку, собрать силовые цепи и. убедившись в отсутствии коротких замыканий в схеме, включить установку в целом.

Присоединение пускателей на лабораторном столе. На панели стола имеются автомат A-3163, пускатель ПА-313, кнопочный пост КМ3-3, переносной электродвигатель. Клеммы отдельных аппаратов присоединены к зажимам панели. Слева изображена монтажная схема пускателя "вперед", справа - пускателя "назад". Справа от кнопок показана монтажная схема кнопочного поста КМ3-3. Сборку схемы выполнять гибкими лабораторными проводами с разомкнутыми наконечниками. При сборке необходимо соблюдать очередность согласно настоящей методике.

Монтаж пускателей на панелях. В лаборатории монтаж силовых цепей выполняют проводом ЛПЗ 2,5, т. к. мощность демонстрационного электродвигателя невелика. В производственных условиях величину пускателя и сечение проводов силовой цепи выбирают по номинальному току электродвигателя.

Содержание отчета. Привести паспортные данные реверсивного магнитного пускателя, вычертить монтажную и принципиальную электрические схемы, сделать выводы по работе.

Работа №5 Исследование механических характеристик однофазного

асинхронного электродвигателя

Программа работы:

1.Ознакомиться со схемой включения в сеть простейшего однофазного асинхронного электродвигателя.

2.Ознакомиться с электродвигателем с пусковой обмоткой и испытать.

3.Изучить и испытать электродвигатель с пусковым конденсатором.

4.Ознакомиться с конденсаторным электродвигателем и испытать его.

5.Изучить электродвигатель с расщепленными полюсами.

6.Исследовать работу трехфазного асинхронного электродвигателя в однофазном режиме.

7.Рассчитать и выбрать конденсатор, применяемый при пуске трехфазного электродвигателя в однофазном режиме при различных схемах соединения.

1. Общие методические указания

За последние годы в условиях с.-х. производства стали часто применять конденсаторные электродвигатели с тремя статорными обмотками для небольших нагрузок при однофазном питании, т.е. трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором могут работать также и в однофазном режиме. С этой целью две фазы электродвигателя соединяются последовательно и образуют одну рабочую фазу, а в третью включаются пусковые элементы - активное или емкостное сопротивление. Существует четыре возможных варианта включения обмоток статора трехфазного электродвигателя в однофазную сеть (рис. 1.).

Если напряжение однофазной сети равно 220 В, а в паспорте электродвигателя указаны напряжения 220...380 В, то в качестве основной обмотки используется одна из фазных обмоток, а две другие выполняют роль пусковой (рис. 2 а). Если же напряжение сети 380 В электродвигатель включают по схеме 2 б. В момент пуска включаются основная и вспомогательная обмотки и создают вращающееся магнитное поле, которое приводит ротор электродвигателя во вращение. Вспомогательная обмотка не рассчитана на длительное включение. Поэтому по окончании процесса пуска, вспомогательная обмотка отключается. Для изменения направления вращения однофазного электродвигателя достаточно поменять местами концы одной из его обмоток основной или вспомогательной.

Выбор конденсаторов

В цель пусковой обмотки трехфазного электродвигателя, работающего в однофазном режиме, как уже отмечалось, необходимо включить конденсатор. В качестве пусковых и рабочих сопротивлений используют конденсаторы ГТ, ЭП, МБГЧ К42-19ПВ, K50-I9, на рабочее напряжение не менее 500 В. Так как пусковые конденсаторы работают только в момент пуска (1...2с), поэтому в качестве их можно использовать и полярные электролитические конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450 В, как более дешевые. Стоимость конденсаторов типа КБГ-МН, образующую рабочую емкость при мощности 1 кВт, примерно равна стоимости электродвигателя. При мощности 1,7 и 10 кВт стоимость конденсатора повышается на 40 170%. Поэтому для сельскохозяйственного производства предельной мощностью конденсаторного электродвигателя считают 1,7 кВт.