Лабораторные работы по дисциплине «Электрические машины». Часть II, страница 6

Трехфазное напряжение подается на обмотку ротора. Намагни­чивающий ток создает магнитный поток, вращающийся с n = f/p, об/с. Предположим, что магнитный поток вращается по часовой стрелке и что оси обмоток статора и ротора совпадают в пространстве (рис. 14.2). Магнитный поток, созданный намагничивающим током ротора, одновременно набегает на обе обмотки и наводит в них ЭДС, совпадающие по фазе, направленные навстречу напряжению U₁. Напряжение на выходе индукционного регулятора в этом слу­чае представляет собой алгебраическую сумму напряжения U₁и ЭДС Е₂ и равно

U₂ = U_2max = U₁ + Е₂.                                            (14.1)

Повернем ротор на 180 электрических градусов. При этом маг­нитный поток и ЭДС Е₁ и Е₂ не изменяются по величине, но из­меняется фаза ЭДС Е₂ на 100°, так как теперь вращающийся маг­нитный поток набегает на обмотки ротора и статора со сдвигом в 160°. При этом на выходе индукционного регулятора напряжение бу­дет минимальным

U_2min = U₁ - Е₂.                                                     (14.2)

Повороту ротора на произвольный геометрический угол a со­ответствует изменение фазы ЭДС Е₂ на угол р×a электрических градусов, а напряжение на выходе регулятора равно геометри­ческой сумме векторов

.                                                         (14.3)

Таким образом, геометрическим местом концов вектора ЭДС , а, следовательно, и напряжения   является окружность, рис. (14.3). Очевидно, что напряжение U₂ можно плавно регу­лировать в пределах от U_2min до U_2max. При этом также изме­няется и фаза вторичного напряжения относительно приложенного на­пряжения.

Содержание отчета

1. Паспортные данные исследуемой машины и измерительных приборов.

2. Схема экспериментальной установки.

3. Таблица измерений и вычислений по векторной диаграмме.

4. Векторная диаграмма индукционного регулятора.

5. Зависимость U₂(рa), полученная экспериментально и расчетным путем с помощью векторной диаграммы.

Контрольные вопросы

1. Поясните, каким образом регулируется напряжение с помощью индукционного регулятора.

2. Почему выходное напряжение обычно снимается со статора?

3. Начертите схему сдвоенного индукционного регулятора. В чем преимущество сдвоенного индукционного регулятора?

4. Сравните индукционный регулятор и автотрансформатор. В чем их достоинства и недостатки? Каково их назначение?

5. В соответствии с построенной в результате опыта векторной диаграммой определите напряжение U₂ при повороте роторанаугол a = 30°, если число пар полюсов индукционного регулято­ра р = 2 или 3.

6. Начертите векторные диаграммы асинхронной машины с непод­вижным ротором при холостом ходе и индукционного регулятора. Чем они отличаются? Почему?

7. Начертите векторную диаграмму и схему замещения асинхронной машины с неподвижным ротором при коротком замыкании. Что та­кое сопротивление короткого замыкания?

8. Начертите схему включения фазорегулятора. Поясните прин­цип его действия. Каково назначение фазорегулятора?

Лабораторная работа №15

Исследование обмоток электрических машин переменного тока

Цель работы

Изучение схем обмоток машин переменного тока.

План выполнения работы

1. Рассчитать и начертить схему одной из трехфазных однослойных обмоток по заданию преподавателя (эвольвентной, цепной обмотки, обмотки «в развалку» или концентрической) с числом пар полюсов р = 2, 3 или 6, если число пазов статора Z= 36. Построить звезду пазовых ЭДС.

2. Начертить схему соединения активных проводников обмотки применительно к кольцевым катушкам, уложенным на статоре экспериментального двигателя.

3. Выполнить соединение проводников, выведенных на зажимы, согласно схеме по п. 2.

4. Соединить фазные обмотки в звезду, включить в сеть и на холостом ходу убедиться, что частота вращения ротора соответству­ет заданному числу полюсов обмотки.

5. При тех же исходных данных рассчитать и построить схему двухслойной петлевой обмотки с диаметральным или укороченным ша­гом (по заданию преподавателя).

Методические указания

Если задано число пазов статора, число пар полюсов р, схема обмотки строится в следующем порядке:

1. Наносят пазы на плоскость развертки статора.

2. Разбивают длину окружности статора на полюсные деления по  пазов.

3. Выделяют фазные зоны с числом пазов на полюс и фазу  со сдвигом между фазными зонами фаз А, В и С на угол 2/3p или на  пазов.

4. Соединяют проводники, принадлежащие одноименным фазным зонам в такой последовательности, при которой обеспечивается сим­метрия обмоток и минимальная длина лобовых частей, а ЭДС проводни­ков, лежащих в одноименных фазных зонах (например, А и А’, В и В’, С и С’) на соседних полюсных делениях складывается.

На рис. 15.1 показана разбивка на фазные зоны окружности статора при Z = 12,  р = 2 и приведены схемы соединения про­водников для однослойных обмоток.

Здесь:

(А) - эвольвентная об­мотка,

(Б) – цепная обмотка,

(В) – обмотка «в развалку»,

(Г) – концентрическая обмотка.

Рис. 15.1. Схемы соединения проводников однослойных обмоток.

Из рис. 15.1 видно, что при одной и той же разбивке на фазные зоны проводники могут бить соединены по-разному. В зависимости от порядка соединения проводников и формы, которая придается лобовым частям, и различают названные четыре типа обмоток.

                   

Рис. 15.2.                                          Рис. 15.3.

На рис. 15.2 представлена диаграмма пазовых ЭДС, одинаковая для всех четырех обмоток. Векторы ЭДС пазов сдвинуты на одинако­вые углы . ЭДС фазы представляет собой геометрическую сумму ЭДС проводников, расположенных в пазах, относящихся к одной фазной зоне.