3. Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

3.1. Цель и задачи испытаний

Основной целью испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором является изучение свойств асинхронных двигателей при соединении обмоток статора по схеме звезда и треугольник и в однофазном режиме.

Задачи испытания заключаются в возможности и целесообразности пуска асинхронного двигателя переключением обмоток статора со звезды на треугольник, исследование и сопоставление рабочих характеристик при соединении обмоток статора звездой, треугольником и в однофазном режиме.

Для выполнения этих задач в лаборатории электрических машин разра-

ботан испытательный полуавтоматический стенд для асинхронного двигателя малой мощности, позволяющий осуществить пуск, снять характеристики холостого хода, короткого замыкания, рабочие характеристики при включении обмоток статора либо звездой либо треугольником, исследовать однофазный режим работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АДКР) с простой беличьей клеткой на роторе (рис.3.1).

3.2. Схема испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Схема испытаний асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АДКР) представлена на рис. 3.2 и позволяет осуществить пуск АДКР, как переключением обмотки статора со звезды на треугольник, так и при пониженном напряжении, снять характеристики холостого хода, короткого замыкания и рабочие характеристики при соединении обмоток статора треугольником либо звездой, а также в однофазном режиме.

Рис. 3.2. Схема испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Для измерения первичных токов в каждую фазу АДКР включаются амперметры через трансформаторы тока. Мощность, потребляемая асинхронным двигателем, измеряется методом двух ваттметров, токовые обмотки которых также включаются через трансформаторы тока. Методика измерения токов и мощностей в данном случае подробно описана в разделе 1 и в разделе 2.

При симметрии подводимых напряжений в дальнейшем можно измерять одно линейное напряжение.

Скольжение измеряется стробоскопическим методом ( раздел 1.4)

При снятии рабочих характеристик нагрузка АДКР осуществляется электромагнитным тормозом ЭТ (рис.3.2). В этом случае вал двигателя соединен через полумуфты с валом тормоза, на который помещён массивный стальной диск. Катушки электромагнитного тормоза питаются выпрямленным током от автотрансформатора АТР, позволяющего плавно регулировать в широких пределах величину напряжения, подаваемого на катушки ЭТ. Величина этого тока контролируется амперметром и не должна превышать 1,5А. В результате взаимодействия вихревых токов в стальном диске (вращающемся вместе с ротором АД), с магнитным потоком, создаваемым токами катушек ЭТ, возникает электромагнитный момент, который является тормозным для двигателя. Величина этого момента измеряется по шкале, установленной на тормозе и отградуированной в кГм силы.

3.3. Пуск в ход по способу переключения обмоток статора звезда - треугольник

При пуске в ход электрических двигателей необходимо выполнить следующие требования:

• ограничение кратности пускового тока, чтобы не происходило повреждение двигателя [1, 6]

÷7,

где I_п – пусковой ток, I_н – номинальный ток;

• создание при пуске надлежащего пускового момента (М_п), который должен быть больше статического момента сопротивления на валу (М_ст), чтобы ротор двигателя пришел во вращение и достиг требуемой частоты вращения:

• схема и аппаратура для осуществления благоприятных условий пуска должны быть достаточно просты и экономичны.

Пуск переключением обмотки со звезды на треугольник можно применять в случае, если выведены начала и концы обмотки статора (С₁, С₂, С₃, С₄, С₅, С₆) и двигатель предусмотрен для работы с соединением обмотки статора в треугольник.

Обмотки статора двигателя соединяются через трехполюсный переключатель П₁ (рис.3.2). Нижнее положение переключателя соответствует соединению обмоток статора звездой, верхнее положение П₁ - обмотки статора соединяются треугольником.

Для пуска (согласно рис.3.2) необходимо осуществить следующую последовательность операций включения.

Перед пуском двигателя включить выключатель B₂ и убедиться, что:

• индукционный регулятор (ИР) обеспечивает минимальное напряжение (ярко горит сигнальная лампочка );

• выключен выключатель B₁, подающий напряжение на обмотку автотрансформатора АТР, питающего обмотку электромагнитного тормоза, и регулятор АТР находится в крайнем левом положении (U_ат=U_min) ;

• однопакетный выключатель B₄ – замкнут (горят его сигнальные лампочки);

• трехполюсный переключатель П₁ перевести в нижнее положение, при котором обмотка статора соединена звездой;

• включить выключатель В₃;

• при помощи индукционного регулятора (ИР) установить номинальное значение напряжения U_1н, подводимое к обмотке статора при пуске, при этом асинхронный двигатель приходит во вращение;

• для завершения пуска, переключить обмотку статора на соединение треугольником - верхнее положение переключателя П₁.

Пуск в ход переключением звезда-треугольник можно рассматривать как частный случай пуска от пониженного в раз напряжения. Следовательно, пусковой момент уменьшается пропорционально уменьшению напряжения в квадрате, т.е. в 3 раза, пусковой ток в фазах уменьшается в раз, а ток в сети уменьшается в 3 раза. Поэтому, этот способ применим при пуске асинхронного двигателя без нагрузки на холостом ходу [1,6].

Недостатком этого способа пуска является то, что при пусковых переключениях цепь двигателя разрывается, что связано с возникновением коммутационных перенапряжений [3].