АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ 

Өнеркәсіп қондырғыларының  электржетегі және

автоматтандырылу кафедрасы 

 

  

ЭЛЕКТР  МАШИНАЛАРЫ

Асинхронды қозғалтқыштар 

050718 - Электрэнергетика мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшiн зертханалық жұмысты  орындауға арналған әдістемелік нұсқау

 

Алматы 2008 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Р.М. Шидерова.,  Жумагулов К.К. Электр машиналары. Асинхронды қозғалтқыштар. 050718 - Электрэнергетика мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшiн зертханалық жұмысты  орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар – Алматы: АЭЖБИ, 2008. - 32 б.

  

Электр  машиналары курсының ”Асинхронды машиналар” бөліміндегі зертханалық жұмыстарға арналған әдiстемелiк нұсқауларға қысқаша тұйықталған және фазалық асинхрондық қозғалтқыштарын зерттеу кіреді.  Мұнда қозғалтқыштардың құрылысы және жұмыс істеу принциптері қарастырылады;  салыстырмалы сұлбаларын және шеңбермен шектелген диаграммаларын құру; қозғалтқыштардың негізгі режимдерде (жұмыс істеуі, бос жүріс, қысқаша тұйықталу) кезіндегі бастапқы сұрақтарын эксперименталды зерттеу тәсілдеріне арналған.

Зертханалық жұмыстарға арналған әдiстемелiк нұсқаулар электр  энергетика бағытының мамандарын дайындаудың ерекшiлiгiн ескере отырып құрастырылған.

 

Мазмұны

 1. № 1Зертханалық жұмыс. Үш фазалы роторының орамы қысқаша тұйықталған    асинхронды қозғалтқышты  зерттеу……...4

2. № 2 Зертханалық жұмыс. Фазалық роторлы үшфазалы асинхрондық қозғалтқышты тікелей жүктеу тәсілімен  зерттеу…..17

Әдебиеттер тізімі…………….……………………………………………..30

 

        №1 Зертханалық жұмыс

Үш фазалы роторының орамы қысқаша тұйықталған асинхронды қозғалтқышты зерттеу

 

1.1  Жұмыстың мақсаты 

Жұмыстың мақсаты – статор мен ротор орамдарының басы мен соңын маркалауының практикалық дағдысын алу және бос жүріс пен қысқаша тұйықталу тәжірибелері бойынша параметрлерді және экслуатациялық сипаттамаларды анықтау және оларды паспорттық мәліметтермен салыстыру.

 

1.2 Жалпы мәліметтер 

Асинхронды машинаның жұмысы статор айналмалы магнит өрісі мен ротор орамының ток күшінің әрекеттесуіне негізделген. Асинхронды электр қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен құрылысынан жасалатын тұжырым ротор орамы мен статор орамының арасында тек магниттік байланыс бар, ал энергия бір орамнан екінші орамға магнит өрісінің көмегімен беріледі.

Асинхронды электр қозғалтқыштың жұмыс істеу процесінде ротор айналмалы магнит өрісінің айналу бағытына қарай айналады. Ротордың айналу жиілігі төмендегідей заңдылықпен анықталады

мұнда   - айналмалы магнит өрісінің синхрондық жылдамдығы;

S- сырғанау;

 p- қос полюстердің саны;

 f - статор орамына берілетін ток көзінің жиілігі .

 

Асинхронды қозғалтқыштар қазіргі кезде өндірісте, құрылыста, ауыл шаруашылығында әртүрлі механизмдері қозғалысқа келтіретін электр қозғалтқыштардың негізгі бір түрі болып табылады. Бұл жағдайды былай түсіндіруге болады: қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштар электр машиналардың басқа түрлеріне қарағанда анағұрлым арзан, құрылысы мен күтуі жеңіл және жұмыс кезінде сенімді машиналардың бірі.

 

1.3 Жұмыстың бағдарламасы

 

1.3.1 Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың  құрылысымен және техникалық мәліметтерімен танысу.

1.3.2 Әр фаза орамының басы мен соңын анықтауды жүргізу.

1.3.3 Іске қосу және қозғалтқыштарды (қарама-қарсы) кері бағытта айналдыру тәсілдерімен танысу.

          1.3.4 Жүксіз бос жүру тәжірибесін жүргізу.

          1.3.5 Қысқаша тұйықталу тәжірибесін жүргізу.

        1.3.6 Жүксіз бос жүру және қысқаша тұйықталу тәжірибесінің нәтижелері бойынша шеңбермен шектелген  диаграммасын сызу.

1.3.7 Қозғалтқыштарды шеңбермен шектелген  диаграммасы бойынша оның жұмыс істеу сипаттамаларын сызу.

1.3.8 Негізгі қорытындылар.

 

1.4 Жұмыс істеу тәртібі

 

1.4.1 Бір фазаға жататын орамның екі ұшын анықтау

Қозғалтқыштар  орамының ұштарының мүлдем маркаланбауы немесе дұрыс маркаланбауы қозғалтқыштарды пайдалану тәжірибесінде жиі кездесіп, көп кедергі келтіретін жағдайлар болуы мүмкін.

Бір фазаға жататын орамның екі ұшын анықтау үшін 1.1 суретте көрсетілген сұлбаны жинау керек.

                                                                   

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220 В ток көзінің бір  ұшын қозғалтқыштан шығатын орамның алты ұшының біреуіне жалғайды, екінші ұшын сигналдық лампаға тізбектеп жалғап, лампаның бос ұшының біреуіне тигізіп бақылайды. Лампа орамның бір фазаға жататын екінші ұшына тигізгенде ғана жанады. Қалған орамдардың ұштарының бір фазаға жататындығын жоғарыда көрсеткендей анықтайды.

 

1.4.2 Қозғалтқыштар     орамының ұштарының басы мен соңын  нықтау

 Қозғалтқыш  орамының ұштарының басы мен соңын анықтау үшін (келешекте фазаның бір ұшын) басы деп, ал оның екінші ұшын алғы деп болжаймыз да, басын – С₁, соңын – С₄ деп маркалаймыз.

Осы фазаны екінші қалған фазаның біреуімен тізбектеп жалғап, 220 В кернеуі бар ток көзіне қосамыз. Үшінші фазаның ұштарына төменгі кернеу өлшейтін вольтметрін қосамыз. Егер вольтметр нөлге жуық кернеу мәнін көрсететін болса, онда бірінші фазаның -С₄  деп белгіленген соңы екінші фазаның - С₅  деп белгіленетін соңына   жалғанғаны, демек фаза орамдарының аттас ұштары жалғанған деген сөз (1.2 сурет). 1.2 суреттегі көріністей А және В фаза орамдары өздерінің Ф_А және Ф_В магнит ағындарын туғызады. SФ – қосынды, қорытынды магниттік ағын нәтижесі осы ағындардың геометриялық қосындысының нәтижесіне тең

 

.

 

Бұл ағын байланысы үшінші фаза жазығының бойымен бағытталған, сондықтан ол орамда ЭҚК (қосынды қорытынды күші) нөлге тең болады (Е= 0).

Егер вольтметр нөлден анағұрлым жоғары мән көрсетсе (), онда бірінші фазаның - С₄  деп болжап белгіленген соңына екінші  фазаның басы С₂  жалғанғаны. Бұл жағдайда 1.3 суретте көрсетілгендей Ф_А және Ф_В магнит ағындары геометриялық қосылып, қорытынды SФ  магнит ағыны туғызады. SФ  магнит ағыны, едәуір электр қозғаушы күші (ЭҚК) пайда болатын үшінші фаза жазықтығына перпендикуляр бағытымен бағытталған. Осындай әдіспен үшінші фазаның басы мен соңын анықтайды.

 

1.5 Қозғалтқышты іске қосу тәсілдері

 

Қазіргі кезде қысқаша тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштарды  іске қосуының басты үш түрлі тәсілі белгілі:

а) ток жүйесіне тікелей қосу;

б) кернеуді төмендетіп қосу:

1) автотрансформаторлық қосу;

2) реакторлық қосу;

в) статор орамдарын  іске қосу кезеңінде үшбұрышты қосудан жұлдызша Y  қосымына алмастыру тәсілі.

Қысқаша тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштарды іске қосудың ең жеңіл тәсілі статор орамдарын номинал кернеулі ток жүйесіне тікелей қосу болып табылады. Бұл тәсіл тікелей қосу деп  аталады. Егер қоректену ток көзі жеткілікті қуатты болса, іске қосу кезеңіндегі ток күші I_Қ  = (4¸7) I_Н кернеудің 10¸15 пайыздан жоғары емес  кемуін туғызбаса, тікелей қосу мүмкін. Қазіргі замандағы энергетикалық жүйелер және трансформаторлық қосалқы станциялардың көбі үлкен қуатты асинхронды қозғалтқыштарды тікелей қосу мүмкіндігін береді , егер кысқаша тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштарды тікелей  қосу кезінде  кернеудің кемуі электр қуатымен жабдықтау заңдылық шартына сәйкес келмесе, кернеуді төмендетіп іске қосудың түрлі тәсілдері қолданады. Бірақ та бұл жағдайда іске қосу моменті кернеудің квадратына пропорционал төмендейді. Сондықтан мұндай қосу түрлері бос жүксіз бос жүру қосу немесе шамалы жүкпен қосу кезеңдерінде қолданылады  

Бұл жұмыста қозғалтқыштар а) және б) баптарына сай іске қосылады.

 

          1.6 Қозғалтқышты кері бағытта айналдыру (реверстау)

 

Айнымалы магнит өрісінің айналу бағыты, оған байланысты ротор айналу бағыты фазалардың (А, В, С) статор орамына орын алмасып қосылуына байланысты. Қозғалтқыштың айналу бағытын өзгерту (кері немесе қарама-қарсы айналдыру) үшін  қосылатын ток көзінің  (А, В, С) кез келген екі ұшын алмастырып қосса жеткілікті.

 

1.7 Бос жүру тәжірибесі

 

Жүксіз бос жүру  сипаттамасы I₀,, Р_0,,  байланысын қарастырады. Тәжірибені келесі тәртіппен жүргізеді:

1.3 суретіндегі электр сұлбасын жинау керек. Электр қозғалтқышқа трансформатордан немесе индукциондық кернеу өзгерткіштен номинал кернеу беріледі. Бұл кернеуді жайлап кеміте отырып, приборлардың 6-7 көрсеткішін жазып алу қажет. Кернеуді қозғалтқыштың тұрақты айналу шегіне дейін кемітеді. Өлшем нәтижелерін 1.1 кестесіне толтырып жазу керек.

  

 

 

 

 

 

1.1 Кесте - Бос жүру тәжірибесі

                                

№	Бақылау деректері			Есептеу			Толықтыру деректері
	U1ф, В	Iол, А	РО , Вт	Iоф,А	cos φ0	φ0, град
1. … … 7.

 

 

 

 

 

 

Бұл жерде  I_ол – желілік бос жүру ток;

       I_оф – фазалық бос жүру ток;

Р_О  - қозғалтқыштың бос жүру кезіндегі қабылдайтын                                 қуаты.

 

Кесте нәтижелері бойынша I₀, Р₀,  тәуелділіктерін сызып көрсету кажет. Сызылған тәуелділіктерден I_0Н, Р_0Н, j_0Н  анықталынады; бұл шамалар кернеу номинал дәрежеге тең уақытында анықталады.

 

 1.8 Қысқаша тұйықталу тәжірибесі

 

Қысқаша тұйықталу тәжірибесі қозғалмай тұрған ротордың (n=0 уақытындағы) I_Т, Р_Т,  байланысын қарастырады. Тәжірибені келесі тәртіппен жүргізеді:

а) 1.5 суретіндегі электр сұлбасын жинау керек;

б) роторды ленталық тежеуіш арқылы тоқтатып, автотрансформатордан немесе индукциялық кернеу реттеуіш арқылы   шартын қанағаттандыратын төмендетілген кернеу   U_Т беріледі. Бұл кернеуді нөлге тең шамаға жеткенше жайлап кеміте отырып, приборлардың 6-7 көрсеткішін жазып алу керек. 

Өлшем нәтижелерін 1.2 кестесіне толтырып жазу керек. 

1.2  К е с т е - Қысқаша тұйықталу тәжірибесі

 

№	Бақылау			Есептеу					Толық- тыру де-ректері
	UТ, В	IТ, А	РТ, Вт	IТН ,А	РТН ,Вт	CosφТН	φТН	rТ,Ом
1. … 7.									n=0,

 

Қысқаша тұйықталу тәжірибесінен алынған нәтижелерді номинал кернеуге байланысты қайтадан санау қажет.

 

мұнда  U_ЛН – қозғалтқыш орамдарын жұлдызша сұлбасына

   қосқандағы линиялық номинал кернеуі.

 

1.2 кестесінің деректері бойынша келесі тәуелділік мінездемелерін сызу қажет: I_Т, Р_Т,

 

1.9 Шеңбермен шектелген диаграммасын сызу

 

Бос жүру және қысқаша тұйықталу тәжірибелерінің нәтижелері бойынша шеңбермен шектелген диаграммасын сызу қажет.

 

1.9.1 Токтар шеңбері

 

Шеңбермен шектелген диаграмманың толық баяндамасы және түсініктемесі электр машиналар курсында қаралады. Бұл жерде мысал ретінде негізгі кезеңдері көрсетілген қарапайым шеңбермен шектелген диаграммасын сызу көрсетілген.

      Шеңбермен шектелген диаграммасының мөлшерін 200-300 миллиметрлік қағазға сызу ұсынылады. Диаграмманың басын тік бұрышты координат жазықтығының сол жағынан бастап сызу керек (1.6 суретке қараңыздар). Кернеу ордината осінің бойына еркін түрдегі масштабпен сызылады. Ток күшінің масштабын m_I (А/мм) қысқаша тұйықталу ток күшінің I_TH мәні алынған масштабта қағазға сиятындай етіп тағайындаймыз. Масштаб мүмкіншілігінше есептеуге ыңғайлы болу керек. Қабылданған масштаб бойынша координата осінің басынан кернеумен j_ОН және j_ТН бұрыштары бойынша жүксіз бос жүру ток күшін I_ОH векторы (ОН кесіндісін) және қысқаша тұйықталу ток күшін I_TH (ОК кесіндісін) сызамыз. Абсцисса осіне параллель өтіп НК₃ түзуін жүргіземіз. Н және К нүктелерін түзумен қосып, НК кесіндісінің тура ортасынан осы түзуге перпендикуляр тұрғызамыз және бұл перпендикулярды НК₃ түзуімен О₂  нүктесінде қиылысқанша созамыз. Ток күші шеңберінің орталығы болып табылатын О₂ нүктесінен радиусы НО₂ -ге тең ток күштері шеңберін сызамыз. О нүктесінен қабылданған ток күшінің масштабымен номиналды фазалық ток күші I_1H –ға сай ОД векторын сызамыз. Сонан соң  Д  және Н нүктелерін қоса отырып, ротордың келтірілген ток күшін анықтау керек

 

 

Д  нүктесінен абсцисса осіне перпендикуляр Оа түсіріп, ОДа тік бұрышты үшбұрышын қарастырамыз. Осы  үшбұрыштан ток күшінің активтік               -        және    реактивтік   -    құрастырушыларын анықтаймыз.

 

 1.9.2 Электроқозғалтқыштың қабылдау қуаты – Р₁

 

Қуат  екені әйгілі.

Егер  ал  болса, онда  қозғалтқыштың қабылдау қуаты  Р₁ статор тоғының активтік құрастырушысына пропорционалды  . Шеңбермен шектелген диаграммада  тоғы Да  кесіндісімен анықталады, ал қабылдау қуаты , бұл жерде   тең, ал m – фазалардың саны.

 

 

1.9.3 Пайдалы қуаты – Р₂

 

       – жүксіз бос жүру нүктесін және  - қысқаша тұйықталу нүктесін түзумен қосып, пайдалы қуат түзуін анықтаймыз. Пайдалы қуат -  тең болады.

 

1.6 Сурет

1.9.4 Электромагниттік қуат және айналу момент

 

Электромагниттік қуат кесіндісін сызу үшін ток күштері шеңберіндегі электромагниттік қуаттары 0 – ге тең нүктелер  арқылы түзу жүргізіледі. Мұндай нүктелер Н және Т нүктелері. Н нүктесі бос жүру тәжірибесінің мәліметтері бойынша салынған.  Т нүктесін эксперименталдық әдіспен табуға болмайды. Сондықтан электромагниттік қуат сызығын Н және К₂   нүктелері арқылы жүргізеді. К₂  нүктесі КК₃ кесіндісінен төменгі шарт бойынша екіге бөлу арқылы табылады

,

 

мұнда r_T  - қысқаша тұйықталудың активті кедергісі (қысқаша       тұйықталу тәжірибесінен табылады);

  r₁ – статор фазалық ораманың активті кедергісі     (омметрмен өлшенеді).

 

Ток күштері шеңберіндегі берілген Д  нүктесінің электромагниттік қуаты мынаған тең

.

 

Қозғалтқыштың айналу моменті

 

,

 

мұнда    n₁ - [айналым/мин]. 

 

1.9.5 Сырғанау – S

 

Сырғанау шкаласы – QЕ сызығын жүргізу үшін ток күштері шеңберіне Н_ОL жанамасын жүргізу қажет, бұл жанама   нүктесі арқылы өту керек. Пайдалы қуат НК сызығын соза отырып, НТ -  электромагниттік қуат сызығына жүз бөлікке бөлуге ыңғайлы ара қашықтықтан QЕ параллель түзуін жүргіземіз.

Берілген Д  нүктесіндегі жылжудың пайыз мәнін НД  кесіндісін жылжу шкаласының нүктесі S_Н – мен қиылысқанша соза отырып анықтаймыз.

 

1.9.6 Пайдалы әсер коэффициенті - h

 

немесе пайдалы әсер коэффициенті шкаласы бойынша анықтауға болады.  Пайдалы әсер коэффициенті шкаласын сызу үшін, НК пайдалы қуат сызығын, ОК₁ – қабылданған қуат сызығымен t және Е нүктесінде қиылысқанша созу керек.  tР  түзуін ордината осіне параллель етіп, ал РМ түзуін абсцисса өсіне параллель етіп жүргізе отырып пайдалы әсер коэффициенті шкаласын салады. Д нүктесіндегі пайдалы әсер коэффициентінің проценттік мәнін табу үшін, tД кесіндісін пайдалы әсер коэффициенті шкаласымен q нүктесінде қиылысқанша соза отырып анықтайды.

        

          1.9.7 Қуат коэффициенті - cosj

 

Сosj  шкаласын салу үшін координата басынан (0 нүктесінен) радиусы R=Of =100мм тең шеңбердің 1/4  бөлігін саламыз. I_1H  ток күші векторын шеңбермен қиылысқанша соза отырып, q қиылысу нүктесін табамыз, бұл нүктеден ОК₁   қабылданған қуат сызығына параллель етіп Of   сызығымен қиылысқанша dh  түзуін тұрғызып,  қуат коэффициентіне сай h нүктесін табамыз

.

 

1.9.8 Қозғалтқыштың артық жүктеу қабілеті (аудармалы моменті)

 

Ток күштері шеңберіне К жанамасын жүргізеді, бұл жанама электромагниттік қуат сызығына параллель болу керек. Қиылысқан М  нүктесінен   электромагниттік қуат сызығымен М₁  нүктесінде  қиылысатын перпендикуляр түсіре отырып, жүктеу қабілетінің коффициентін табамыз

 

 .

 

1. 9. 9 Шеңбермен шектелген диаграмма бойынша жұмыс істеу сипаттамаларын салу

 

Шеңбермен шектелген диаграмма бойынша асинхрондық машинаның жұмыс істеу сипаттамаларын сызуға болады. Бұл үшін статор ток күштерінің I₁ =(0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25) I_1H    бірнеше мәндерін бере отырып, ток күштері шеңберінде Д₁, Д₂, …Д₅ нүктелерін белгілеп, шеңбермен шектелген диаграммасында сәйкес тұрғызып жүргізіледі және Р₁, Р_ЭМ, Р₂, cosj, h, S табылған нәтижелерін 1.3 кестесіне толтырып жазу қажет.

  

1.3 К е с т е -  Жұмыс істеу сипаттамаларының деректері

 

Есептеу
№	I1 A	P1 Вт	P2 Вт	PЭМ  Вт	М Нм	cosj	h %	S	KM	n айн/мин
1. … … 7.

 

1.3 кестесінің мәліметтері бойынша жұмыс істеу сипаттамаларын  сызу қажет.

 

1.10 Негізгі қорытындылар

 

Есепте шеңберлік диаграмма негізінде зерттелетін қозғалтқышқа қатысты  номиналдық жүктеме кезіндегі пайдалы әсер коэффициентінің, cosj, айналу жиілігінің шамалары, бос жүріс тоғының салыстырмалы мәні, бастапқы іске қосу токтың және моменттің шамалары, қозғалтқыштың  артық жүктеу қабілеті (аудармалы моменті) т.б. туралы қорытындылар жасау керек.

 

1.11 Өзін-өзі тексеру сұрақтары

 

- Асинхрондық қозғалтқыштың құрылысы және жұмыс істеу принципі.

- Маркаланбаған орамның ұшы мен соңы қалай анықталады?

- Айналу моменті қосылған кернеуден қалай тәуелді?

- Асинхрондық қозғалтқыштың бос жүру және қысқаша тұйықталу тәжірибесін не үшін жүргізеді?

- Шеңбермен шектелген диаграммасындағы кесінділерден

қабылданған және пайдалы қуатын, бос жүру шығындарын, ең жоғарғы (максималды) және қосу моментін қалай анықтауға болады?

- Шеңбермен шектелген диаграмманы салу тәртібі.

- Асинхрондық қозғалтқыштардың қосу тәсілдері, бұл  тәсілдердің кемшілігі және артықшылығы.

 

 

          №2 Зертханалық жұмыс

 

Фазалық роторлы үшфазалы асинхрондық қозғалтқышты тікелей жүктеу тәсілімен зерттеу

 

2.1 Жұмыстың мақсаты

 

Жұмыстың мақсаты - фазалық роторлы асинхрондық қозғалтқыштың іске қосуының тәсілдерімен  танысу, оның сипаттамаларын анықтау.

 

2.2 Жалпы мәліметтер

 

Ротор орамы фазалық оралған асинхрондық қозғалтқыштың, ротор орамы қысқаша тұйықталған асинхрондық қозғалтқыштан бірқатар артықшылығы төменгі жағдайлардан байқалады:

а) мұндай қозғалтқышты іске қосу, ротор орамы фазасына жалғанған іске қосуға арналған активті өзгертy кедергінің (реостаттың) көмегімен жүргізіледі. Соның арқасында қосу кезіндегі ток күшін қысқаша тұйықталған роторлы қозғалтқышқа қарағанда қажетті шекте өзгертіп ұстауға болады. Ал қысқаша тұйықталған роторлы қозғалтқышты қосу кезіндегі ток күші (4÷7)I_Н  мәнге жетеді.

б) фазалық роторлы үшфазалы асинхрондық қозғалтқыштың  қысқаша тұйықталған роторлы қозғалтқышқа қарағанда қосу кезіндегі ток күшінің кемуіне қарамастан, өзінің іске қосу моментін жоғарылатады. Бұл жағдайда қозғалтқышты іске қосу кезіндегі моментінің ротор фазалық орамы тоғының активтік құрастырушысына пропорционалдығымен түсіндіруге болады

 

,

 

мұнда Ф - қоректену ток көзінің кернеуімен анықталатын

           магниттік   ағыны;       

           I₂ – ротор тоғы;

          Ψ₂ – электрқозғаушы күші мен ротор тоғы арасындағы

           бұрыш.

Іске қосу кезінде (іске қосу кезіндегі ротор ток күшінің жиілігі қоректену ток көзінің  жиілігіне тең)  ротор орамының активтік өзіндік кедергісі төмен, ал индуктивтік кедергісі жоғары болады. Сондықтан ротор  I₂  тоғы электрқозғаушы күшінің үлкен бұрышына қалып отырады. Іске қосу кезіндегі қосылатын қосымша активтік кедергісі жалпы ток күшін кеміткенімен,  ток күшінің активтік құрастырушысын арттырады, сондықтан қозғалтқыштың қосу моменті да артады;

в) ротор орамына кедергі қосқандықтан, қозғалтқышты іске баяу қосуға  мүмкіншілік туады, бұл талай механизмдерге қажетті жағдай. Сонымен фазалық роторлы асинхрондық қозғалтқыш жақсы іске қасиеттерімен бағаланады.

г) ротор орамына өзгеретін қосу арқылы ротор айналу жиілігін өзгертуіне мүмкіншілік жағдай туады.

 

 

        2. 3 Жұмыстың бағдарламасы

 

2.3.1 Фазалық роторлы асинхрондық қозғалтқыштың құрылысы және техникалық мәліметтерімен танысу.

2.3.2 Статор  және ротор орамдарының кедергісін өлшеу.

2.3.3 Фазалық қозғалтқыштың кернеулерінің трансформациялық коэффициентін өлшеу.

2.3.4 Қозғалтқыштың іске қосуымен танысу.

2.3.5 Бос жүру сипаттамаларының деректерін алу және шыққан шығындарын бос жүру әдісімен бөліп шығару.

2.3.6 Жұмыс істеу сипаттамаларын алу.

2.3.7 Негізгі қорытындылар.

Фазалық роторлы үшфазалы асинхрондық қозғалтқышты тексеру сұлбасы 2.1 суретте көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        2.4 Жұмыс істеу тәртібі

 

2.4.1 Статор  және ротор орамдарынның кедергісін өлшеу

 

Статор орамының кедергісін салқын жағдайда (10-20%)U_H  тұрақты токты кернеу беріп өлшейді. Амперметр және вольтметр тәсілімен  2.2,а сұлбасымен үш өлшем жүргізсе жеткілікті. Статор орамының фазалық кедергісі

.

 

Ротор орамының кедергісі 2.2, б сұлбасымен өлшейді, бірақ вольметрді байланыс сақинасына арнаулы кедергісі аз ток өткізгішпен қосады (щетка кедергісінің әсерін азайту мақсатымен).

Ротор орамының кедергісі

.

 

Алынған деректерді 2.1 кестесіне жазу керек.

Орамдардың 75⁰С кедергісінің  мәні

      .

            

 

2.1 К е с т е - Статор  және ротор орамдарының кедергісін анықтау                        үшін

 

Фазалардың арасында өлшенетін кернеулер		Тәжірибелі  деректері			Есептеу деректері
		I, A	U,B	r, Oм	rф.ср.,Oм	rф.ср.75,  Oм
А-В В-С С-А	статор
1-2 1-3 2-3	ротор

 

2.4.2 Кернеулердің трансформациялық коэффициентін өлшеу

 

Ротор тізбегіндегі ток өткізгіштер ажыратулы болу керек. Статор орамасына үш фазалы кернеу беріледі. ГОСТ бойынша міндетті түрде статордағы үш линиялық кернеу өлшенеді. Фазалық кернеуді анықтаған соң, төмендегі формула бойынша трансформациялық коэффициенті анықталады

 

мұнда U_ф1 – фазалық статорлық кернеу,

            U_ф2 – фазалық роторлық кернеу.

 

Статор орамына келтірілген кернеудің бірнеше мәні үшін трансформациялық коэффициенті анықталады

.

Алынған деректер 2.2 кестесіне толтырылады.

 

2.2 К е с т е - Трансформациялық коэффициентін анықтау

 

№	статор			ротор			Uф1,В	Uф2,В	К
	UAB, В	UBC, В	UCA, В	UAB, B	UBC,B	UCA,B
1. … ... 4. .

 

2.5 Фазалық роторлы қозғалтқышты іске қосу

 

Іске қосу кезіндегі жұмыстардың реті:

а) іске қосу кедергі өзгерткіші ²қосу² жағдайына қойылады, демек 

кедергінің ең үлкен мәні қойылады;

б) қозғалтқышты қоректену ток көзіне қосады;

в) қозғалтқыштың айналу екпіні кезіндегі ток күшін байқай отырып, қосу кедергісін баяулап R_Қ =0  дейін кемітеді;

г) қозғалтқышты тоқтату үшін статор орамына ток беруді тоқтатып, кедергесін ²қосу² жағдайына өзгертіп қояды.

 

2.6 Бос жүру тәжірибесі

 

Егер қозғалтқыштың білігінде механикалық кедергі болмаса (Р₂ =0 ), онда мұндай жұмыс тәртібі қозғалтқыштың бос жүруі деп аталынады. Бос жүру тәжірибесінде қосылған кернеудің  f₁=const кезіндегі келесі тәуелдіктері алынады  I₀,, Р₀ , . Тәжірибені (1,1-1,15)U_Н кернеудің мәнінен бастайды. Индукциялық өзгерткіш пен қозғалтқыштың тұрақты жұмыс істейтін мәніне дейін баяулап төмендетіп, 5-6 деректерін 2.3 кестесіне жазып алады.

2.3 К е с т е -  Бос жүру тәжірибесінің деректері

 

№	Тәжірибе			Санау			Толықтырма
	U,B	I0 ,A	P0 ,Bт	cos φ0	I0 a , A	I0m , A
1. 2. 3. 4. 5. 2	250 220 160 150 100

 

Тәжірибеден алынған өңдеу төмендегі теңдеулер бойынша жүргізіледі

 - бос жүру ток күшінің активтік құрастырушысы;

 -  бос жүру ток күшінің реактивтік құрастырушысы.

 

Алынған нәтижелер бойынша Р₀, I₀ ,  және  машинаның магниттік сипаттамаларын салу кажет. Магниттік сипаттамасы бойынша  бос жүру ток күшінің ауа саңылаудағы (аб) және электротехникалық болатындағы (вс) реактивтік құрастырушысын табуға болады. Осы айтқан сипаттама бойынша магнит ағыны өткізгішінің қаныққандық коэффициентін анықтау болады

 

2.7 Бос жүру тәсілі бойынша шыққан шығынды бөлу

 

Статор орамындағы электрлік шығын

 

 

Бос жүру кезінде ротор орамында болатын шығынның мөлшері аз, сондықтан  ескермеуге болады. Бұл жағдайдың себебі ротор орамындағы ток жиілігі қоректену ток көзінің жиілігінен анағұрлым төмен.

Шығынды бөлу үшін магниттік және механикалық қосынды шығынын кернеудің екінші дәрежелі мәніне тәуелділік сипаттамасын сызамыз

 

 

Магниттік шығындар электр қозғаушы күшінің екінші дәрежесіне пропорционал болғандықтан және механикалық шығындар кернеуден тәуелді болмағандықтан, бұл тәуелділік түзу сызықты сипаттамамен көрсетіледі (2.3,б сурет). Тәуелділік   сипаттамасын ордината осімен а нүктесінде  қиылысқанша созады және бұл а  нүктесінен абсцисса осіне параллель етіп түзу жүргізеді. Абсцисса осінен бұл түзуге дейінгі кесінді қуат масштабы бойынша механикалық  шығынның мәніне тең.

Нәтиже мәліметтері 2.3 кестесіне жазылады.

 

2.3 К е с т е - Механикалық және магниттік шығындарын бөлу

 

№	U,B	U2,B	P0М ,Bт	PМГ +РМЕХ,, Вт	P0М г ,Вт	РМЕХ , Вт
1. 2. 3. 4. 5.	250 220 160 150 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        2.8 Жұмыс істеу сипаттамаларын  алу

 

Жұмыс істеу сипаттамалары статор ток күшінің I₁, қабылданған қуаттың Р₁ , айналу жиілігінің  n, сырғанаудың S, айналу моментінің М₂, пайдалы әсер коэффициентінің h және қуат коэффициентінің cosφ  қозғалтқыштың  пайдалы қуаты Р₂ - ден тәуелділігімен сипатталады

 

I₁, Р₁,  n, S, М₂, h, ,  U=const, f=50Гц.

 

Қозғалтқыштың жүктемесі ретінде тұрақты генератор қолданады. Сипаттамаларды тоғы 1,1 I_Н  тең біліктемеге келтірілген үлкен кедергіден бастайды. Қозғалтқыштың жүгін баяу кеміте отырып, қосылған приборлардың 6-7 көрсеткіштері жазып алынады.  Қозғалтқыштың жылжуын анықтау үшін ротор орамдарын бір фазасына іске қосу кедергісімен тізбектей қосылған (2.1 сурет), ортасында ²О² көрсеткіші бар магнитоэлектрлік амперметр қолданады. Амперметр стрелкасының ауытқу жиілігі ротор ток күшінің жиілігі f₂ тең. Уақыт мөлшері t –ға тең болғандағы толық ауытқу сан мөлшерін N  әрпімен белгілеп, ротор ток күшінің жиілігін анықтаймыз   

 

                                                      Гц;

ал сырғанау

 с.б.

 

салыстырма бірлік (с.б.) мөлшеріне тең.

 

Алынған деректер 2.4, а мен 2.5, б кестелерге толтырылады. 

 

             

 2.4, а К е с т е - Жұмыс істеу сипаттамаларын құру үшін тәжірибелі                  деректері

 

№	,A	, В	, Вт	N	t,c
1.… … 7.

  

2.5, б К е с т е  - Жұмыс істеу сипаттамаларын құру үшін есептеу деректері

 

№

f2 Гц

S

n, об/мин

РМГ Вт

РМЕХ Вт

Р2 , Вт

РЭМ Вт

РМ2 Вт

Рд Вт

Вт

Р2 Вт

M2 , HM

1. … … 7.

 

Ротор айналымының жиілігі

 

бұл жерде n– айнымалы магнит ағынын  синхрондық айналу жиілігі,

                 p - қос полюстердің саны.

 

Ж е к е    ш ы ғ ы н д а р д ы   е с е п т е у

 

а) статор орамының электрлік шығындары

 

 

мұнда I₁-  берілген кедергі кезіндегі статор орамының фазалық ток

            күші.

 

б) магниттік шығындар Р_МГ  бос жүру тәжірибесінен номиналды кернеу кезіндегі нәтижесі алынады және жұмыс істеу кезінде тұрақты деп саналады.

в) статордың қосынды шығындары

 

 

г) ротор орамындагы шығындары

 

мұнда S- сырғанау, салыстырмалы бірлік (с.б.) өлшемінде.

д) механикалық шығындар Р_МЕХ бос жүру тәжірибесінен  анықталады және тәжірибеде тұрақты деп қабылданады.

е) ГОСТ бойынша асинхрондық қозғалтқыштарға қосымша шығындар  Р_Қ   = 0,005Р₁ .

д) қосынды шығындар

 

Пайдалы әсер коэффициенті

 

.

Айналу моменті

 

 

Кесте мәліметтері бойынша жұмыс істеу сипаттамалары және қозғалтқыштың энергетикалық диаграммасы сызылады.

 

2.9 Негізгі қорытындылар

 

Есептер қорытындыларды шығару қажет: қозғалтқыштың әр жұмыстық сипаттамалардан, пайдалы әсер коэффициентінен, cosj, номиналдық режимдегі айналу жиілігінен, номиналдық режимдегі шығындарының қатынасынан, ротор тогының жиілігінен.

 

 

2.10 Өзін-өзі тексеру сұрақтары

 

- Фазалық роторлы асинхрондық қозғалтқыштың құрылысы және жұмыс істеу принципі.

- Іске қосу сипаттамалары дегеніміз не, неліктен бұл сипаттамалардың көрсеткіші тұйықталған роторлы асинхрондық қозғалтқыштан жоғары?

- Фазалық роторлы асинхрондық қозғалтқыштың айналу жиілігін өзгерту тәсілдері.

- Асинхрондық қозғалтқыштың жылжуы деп нені айтады?

- Неліктен асинхрондық қозғалтқыштың, трансформатордың бос жүру тоғынан жоғары?

 - Қозғалтқыштың жұмыс істеу мінездемелерін сипаттау.

- Кернеудің қоректену ток көзі, жиілігінің және ротор тізбегіндегі енгізілген кедергінің әртүрлі мәндеріндегі механикалық сипаттамаларға n=f(M) түсінік беру.

           

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 1.       Копылов И.П. Электрические машины.-М.: Высшая школа, Логос, 2000. -607 с.

2.       Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Ч. 1,2. -М.: Высшая школа, 1987.

3.       Копылов И.П. Электрические машины.-М.: Энергоатомиздат, 1986.-360 с.

4.       Вольдек А.И. Электрические машины.-Л.: Энергия, 1978.-832 с.

5.       Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч.2 Машины переменного тока.-Л.: Энергия, 1973. - 412 с.

6.       Пиотровский Л.М., Васютинский С.Б., Несговоров Е.Д. Испытание электрических машин. Ч.2. Трансформаторы и асинхронные машины.- М., Л.: Госэнергоиздат,1960.-181с.

7.       Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. - М.: Энергия, 1980.-928с.

8.       Кацман М.М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам и электроприводу.- М.: Высшая школа, 1983.- 215с.