Определение Начала и Конца Обмоток Трехфазного Электродвигателя Метод трансформации

В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.

Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.

Определение одноименных выводов обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя

Если в точках А и В соединены начала и концы обмоток, то вольтметр будет показывать примерно одинаковое напряжение на каждой обмотке. Если же одна из обмоток окажется «перевернутой»,напряжение на ней будет больше, чем на двух других. Всем пока и удачи в нелегком деле электрика!

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Как определить начало и конец обмоток электродвигателя: обзор методик Если вы вместо схемы треугольник обмотки соедините по схеме звезда, то электродвигатель не будет работать на полную мощность. Спрашивайте, я на связи!

Виды обмоток

• Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
• Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
• На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
• Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.

Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.

Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора . Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.

Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).

На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.

Возможные неисправности

Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:

• Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
• Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
• Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
• Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.

Первым делом нужно определить обмотки двигателя

Названия обмоток тоже абсолютно условны. Хотя, если принимать в расчёт такое понятие, как фазировка, то правильное включение дает точное представление о том, в какую сторону будет вращаться вал двигателя и не более того. Выставляете мультиметр в режим прозвонки , один щуп прикладываете к любому из шести проводов, вторым щупом находите конец, который будет прозваниваться. И эту пару звонящихся концов маркируете. Пусть это будут U1 и U2. Остается четыре конца. Повторяете операцию и еще одну пару снова маркируете. Пусть это будут V1 и V2. Осталась еще пара концов, их проверяете на всякий случай, чтобы быть уверенными, что обмотка в исправном состоянии и тоже маркируете оставшимися маркерами W1 и W2. Теперь у вас есть три обмотки и вы знаете их выводы. Но не знаете, где начало, а где конец каждой обмотки. Другими словами, вы не знаете, как направлены магнитные потоки этих обмоток согласно имеющейся маркировке, поскольку она сейчас носит случайный характер.

Схемы включения трехфазных электродвигателей. Определение начала и конца обмоток

Здравствуйте уважаемые читатели и гости блога! В этом посте я хочу поговорить о схемах включения трехфазного электродвигателя в сеть и методе определения «начал» и «концов» статорной обмотки.

Вообще все выводы электродвигателей должны маркироваться(иметь бирки). Но не всегда в реале так бывает. Часто на практике бирок нет, а выводы беспорядочно торчат из коробки электродвигателя.

Как правило условные «начала» обмоток асинхронных электродвигателей помечают как С1, С2, С3, а соответствующие им «концы» как С4, С5, С6. Если двигатель является многоскоростным, то первая обмотка помечается 1С1….1С6, вторая как 2С1….2С6 и т.д.

Выводы обмоток маломощных машин маркируют краской разного цвета. Фазу «А» желтым цветом, фазу «В»- зеленым и «С»- красным. Концы обмоток имеют соответствующий цвет и покрашены сверху черным цветом.

Обмотки трехфазных асинхронных электродвигателей собирают по двум схемам: «звезда» и «треугольник».

Для этого все три конца или начала соединяют вместе, а оставшиеся выводы подключают к фазам сети.

Если же напряжение сети совпадает с одним из меньших, приведенных на табличке, то применяют схему соединения «треугольник». В этом случае выводы обмоток соединяются таким образом: конец первой обмотки соединяют с началом второй, конец второй с началом третьей, коней третьей с началом первой. Общие точки соединения подключают к сети к фазам.

Очень часто у многих трехфазных асинхронных электромоторов начала и концы обмоток выводятся на клеммную доску следующим образом, как показано на рисунке ниже

Здесь для соединения обмоток по схеме «звезда» необходимо замкнуть между собой три нижних зажима(можно и верхних) и подать к оставшимся зажимам фазы сети. Для соединения по схеме «треугольник» нужно по вертикали соединить пару зажимов и уже к ним подключить фазы сети. На рисунке ниже это показано.

Если вы вместо схемы треугольник обмотки соедините по схеме звезда, то электродвигатель не будет работать на полную мощность. Он отдаст только 1/3 часть своей номинальной мощности. Если же электромотор при данном напряжении в сети должен работать по схеме звезда, то по схеме треугольника его запрещается включать в сеть. Он быстро перегреется и сгорит! Будьте внимательны!

Если вы хотите поменять направление вращения вала электродвигателя на противоположное, то поменяйте местами две любые фазы сети.

Какое освещение Вы предпочитаете

ВстроенноеЛюстра

Теперь представим себе следующую ситуацию. Вы хотите подключить электромотор, открываете клеммную крышку и видите 6 выводов без каких либо обозначений и цвета. Что делать? Быстро закрыть крышку и бежать от такого электрооборудования подальше! )) осадка кедровой сосны поможет сконцентрироваться. Ну а если серьезно, то есть три способа определения начал и концов обмоток.

Для начала необходимо определить пары выводов обмоток, принадлежащие разным фазам. Для этого можно воспользоваться контрольной лампой на 220 вольт, но безопаснее для этих целей использовать тестер в режиме измерения омического сопротивления (мультиметр). Более подробно я описывать этот процесс не буду, так как надеюсь, что азы вы какие-нибудь уже имеете за плечами.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Схемы Подключения Трехфазного Асинхронного Электродвигателя и Описание Если двигатель запустился и работает нормально, значит начала и концы обмоток определены верно, если двигатель сильно гудит и не развивает должные обороты, значит где то есть ошибка. Спрашивайте, я на связи!

Как определить начала и концы фаз обмотки асинхронного двигателя

Напряжения сети и схемы статорных обмоток электродвигателя

Если в паспорте электродвигателя указано, например, 220/380 в, это означает, что электродвигатель может быть включен как в сеть 220 в (схема соединения обмоток – треугольник), так и в сеть 380 в (схема соединения обмоток – звезда). Статорные обмотки асинхронного электродвигателя имеют шесть концов.

По ГОСТу обмотки асинхронного двигателя имеют следующие обозначения: I фаза – С1 (начало), С4 (конец), II фаза – С2 (начало), С5 (конец), III фаза – С3 (начало), С6 (конец).

Рис. 1. Схема подключения обмоток асинхронного двигателя: а – в звезду, б – в треугольник, в – исполнение схем “звезда” и “треугольник” на доске зажимов.

Если в сети напряжения равно 380 В, то обмотки статора двигателя должны быть соединены по схеме “звезда”. В общую точку при этом собраны или все начала (С1, С2, С3), или все концы (С4, С5, С6). Напряжение 380 в приложено между концами обмоток АВ, ВС, СА. На каждой же фазе, то есть между точками О и А, О и В, О и С, напряжение будет в √ З раз меньше: 380/√ З = 220 В.

Если в сети напряжение 220 В (при системе напряжений 220/127 В, что в настоящее время, практически нигде не встречается) обмотки статора двигателя должны быть соединены по схеме “треугольник”.

В точках А, В и С соединяются начало (Н) предыдущей с концом (К) последующей обмотки и с фазой сети (рис. 1, б). Если предположить, что между точками А и В включена I фаза, между точками В и С – II, а между точками С и А – III фаза, то при схеме “треугольник” соединены: начало I (С1) с концом III (С6), начало II (С2) с концом I (С4) и начало III (С3) с концом II (С5).

У некоторых двигателей концы фаз обмотки выведены на доску зажимов. По ГОСТу, начала и концы обмоток выводят .в том порядке, как эго показано на рисунке 1, в.

Если теперь необходимо соединить обмотки двигателя по схеме “звезда”, зажимы, на которые выведены концы (или начала), замыкают между собой, а к зажимам двигателя, на которые выведены начала (или концы), присоединяют фазы сети.

При соединении обмоток двигателя в “треугольник” соединяют, зажимы по вертикали попарно и к перемычкам присоединяют фазы сети. Вертикальные перемычки соединяют начало I с концом III фазы, начало II с концом I фазы и начало III с концом II фазы.

При определении схемы соединения обмоток можно пользоваться следующей таблицей:

Напряжение, указанное в паспорте электродвигателя, В

Напряжение в сети, В

Определение согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки.

На выводах статорных обмоток двигателя обычно имеются стандартные обозначения па металлических обжимающих кольцах. Однако эти обжимающие кольца теряются. Тогда возникает необходимость определить согласованные выводы. Это выполняют в такой последовательности.

Сначала при помощи контрольной лампы определяют пары выводов, принадлежащих отдельным фазным обмоткам (рис. 2).

Рис. 2 . Определение фазных обмоток при помощи контрольной лампы.

К зажиму сети 2 подключают один из шести выводов статорной обмотки двигателя, а к другому зажиму сети 3 подключают один конец контрольной лампы. Другим концом контрольной лампы поочередно касаются каждого из остальных пяти выводов статорных обмоток до тех пор, пока лампа не загорится. Если лампа загорелась, значит, два вывода, присоединенные к сети, принадлежат одной фазе.

Второй способ

Две любые “найденные” фазные обмотки соединяем последовательно и к получившимся свободным концам подключаем 220 В, а к оставшейся третьей обмотке подключаем контрольную лампу и кратковременно подаем 220 В. Запоминаем, как у нас горит при этом лампа.

Теперь у обмоток, которые у нас соединены последовательно, меняем подключение, то есть концы второй меняем местами и опять подаем питание. Лампочка должна засветиться по-другому, или ярче, или слабее. Если загорелась ярче, то обмотки у нас подключились последовательно, в порядке начало – конец – начало – конец. Так их и подписываем. Мы уже знаем четко две обмотки.

Теперь к неизвестной подключаем любую из известных и опять уже к этой паре подводим 220 В, а к свободной – лампу. Опять включаем питание. Теперь сразу будет видно по яркости накала, как включены обмотки. Наносим соответствующие надписи.

Метод трансформации

Если же контрольная лампа не загорелась — в общей точке соединенных фазных обмоток оказались два “конца” или два “начала. В этом случае магнитные потоки гасят друг друга (рис. 1,б), поэтому в третьей обмотке ЭДС отсутствует — лампа не горит, стрелка вольтметра не отклоняется. Выводы одной из фазных обмоток меняют местами и включают схему снова.

Если лампа или вольтметр зафиксировали наличие напряжения в третьей обмотке, то вывод одной из соединенных в точке О обмоток помечают как “конец”, вывод другой — как “начало”.

Затем собирают схему, приведенную на рис. 1,в. Лампу (или вольтметр) включают на одну из двух обмоток с уже согласованными выводами и определяют начало и конец третьей обмотки, как было описано выше.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Как найти начало и конец обмотки электродвигателя — совет специалиста Нам понадобится обычная плоская батарейка на 4,5 В и комбинированный измерительный прибор тестер или миллиамперметр постоянного тока. Спрашивайте, я на связи!

Выводы асинхронного двигателя. Маркировка выводов асинхронного двигателя

Встречаются различные маркировки выводов обмоток двигателя. Отечественная маркировка от С1 до С6 и международная, которую вы видите на рисунке.

В наше время встречаются обе маркировки, но для «обучения» мы будем применять новые обозначения, как более наглядные. Ранее, я уже говорил, что начало и конец обмоток понятия абсолютно условные, главное условие, которое играет важную роль это такое соединение обмоток, когда магнитные потоки не направлены встречно. Если два одинаковых потока направить встречно, они как бы уничтожают друг друга. Нам же надо получить согласованное направление магнитных потоков. В двигателе находятся три обмотки. Грубо говоря, двигатель, это трансформатор с тремя обмотками и сердечником в виде статора. Таким образом, обмотки в двигателе связывает магнитный поток, который протекает по статору, а его создает ток, который протекает по обмоткам. Ротор – это лишь приятная «вкусняшка», наличие которой позволяет получить из электрической энергии механическую.

Метод подбора выводов

Методом подбора выводов удобно пользоваться при определении “начал” и “концов” у двигателей мощностью до 3. 5 кВт. Для его осуществления не нужны ни лампа, ни вольтметр, что наиболее приемлемо для В. И. Бондаренко, т. к. он проживает в деревне, где, наверное, сложно найти вольтметр.

Чаще всего данная задача возлагается на обмотчика-ремонтника – специалиста, занимающегося только восстановлением функциональности обмотки движков. Но имея необходимые расходные материалы, специальный станок и определенные знания в электротехнике можно и самому приступить к ремонту машины.

Пошаговая инструкция для обмотки двигателя выглядит следующим образом:

• Произвести осмотр механизма по представленным выше схемам, выявить проблемные участки, наметить фронт работы.
• Приготовить расходные материалы (подходящий вид проволоки, изоляции и соединяющей пропитки).
• Подготовить к работе кантователь (станок для намотки).
• Надежно зафиксировать на машине стартер движка.
• Произвести соответствующую намотку.
• Густо обработать всю поверхность пропиточным средством.
• Установить изоляционный слой.
• Пропитать изоляцию.
• Высушить устройство в специальном сушильном шкафу.
• Проверить качество произведенной обмотки.

Тема. Исследование трехфазного асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки.

Цель работы.Изучить конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, усвоить приемы опытной проверки обозначений выводов обмотки статора и экспериментального исследования асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки.

Ознакомиться с конструкцией двигателя и устройством для его нагрузки; записать паспортные данные двигателя и данные измерительных приборов и регулировочных устройств.

Рис. 1.1. Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Экспериментально проверить обозначение выводов обмотки статора.

Собрать схему по рис. 5.1 и после проверки ее преподавателем произвести пробный пуск и реверсирование двигателя.

Снять данные и построить рабочие характеристики двигателя.

Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

Повторить теоретический материал [5]: принцип действия и устройство трехфазного асинхронного двигателя; понятие о скольжении; электромагнитный момент асинхронного двигателя; зависимость момента от скольжения; перегрузочная способность асинхронного двигателя; рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя.

Подготовить в рабочей тетради таблицу для занесения результатов опыта и координатную сетку для построения рабочих характеристик.

Рис. 1.2. Схемы для определения и маркировки выводов фазных обмоток статора.

Если предварительная маркировка выводов обмоток А

и
В
была
правильной,
то вольтметр, подключенный к выводам фазы
С,
не покажет напряжения (лампа не загорится). Объясняется это тем, что ось результирующего потока фазных обмоток Аи5Ф = Фл + Фв направлена под углом 90° к оси фазной обмотки
С
и поэтому не наводит в ней ЭДС.

Если же предварительная маркировка выводов одной из обмоток, например обмотки В,

оказалась
неправильной
и схема имела вид, представленный на рис. 5.2,
в,
то ось результирующего потока обмоток
А
и
В
совпадает с осью фазной обмотки
С
и наводит в этой обмотке некоторую ЭДС, при этом вольтметр на выводах обмотки С покажет напряжение (лампа загорится).

Схема включения и пробный пуск двигателя.Схема включения двигателя (см. рис. 5.1) содержит двухэлементный ваттметр PW, предназначенный для измерения активной мощности, потребляемой двигателем из сет-и. Токовые катушки этого ваттметра включены в сеть через измерительные трансформаторы тока.

где к,

— коэффициент трансформации трансформатора тока;
Cw
— цена деления ваттметра, Вт/дел.;

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Как определить неисправность Две любые найденные фазные обмотки соединяем последовательно и к получившимся свободным концам подключаем 220 В, а к оставшейся третьей обмотке подключаем контрольную лампу и кратковременно подаем 220 В. Спрашивайте, я на связи!

Обозначение выводов обмоток асинхронных машин

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ МАШИН

1.1. Номинальные величины и основные определения

По конструктивному исполнению асинхронные машины бывают трехфазного и однофазного тока, с фазным и короткозамкнутым ротором, общепромышленного и специального назначения. Асинхронные машины могут работать в режимах двигателя, генератора и электромагнитного тормоза; могут возбуждаться как со стороны статора, так и со стороны ротора.

Номинальными данными электрической машины называются данные, указанные на заводском щитке и характеризующие ее номинальный режим работы: номинальная мощность, номинальное напряжение, номинальный ток, номинальная частота вращения, номинальные коэффициент полезного действия и коэффициент мощности. Термин «номинальный» может применяться также и к данным, не указанным на заводском щитке электрической машины, но относящимся к ее номинальному режиму работы, например: номинальный момент вращения, номинальное скольжение. Номинальные данные машины относятся к ее работе в условиях высоты над уровнем моря до 1000 м и при температуре окружающей среды до +40°С.

Номинальным режимом работы электрической машины называется такой режим, для которого машина предназначена заводом-изготовителем и при котором она должна работать в течение всего срока службы. Согласно ГОСТ 183-74 «Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия» рассматривают следующие номинальные режимы электрической машины: продолжительный (S1); кратковременный (S2) и повторно-кратковременный (S3).

Кратковременный номинальный режим работы электрической машины характеризуется длительностью рабочего периода соответственно 10, 30, 60, 90 мин.

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ), т.е. отношением продолжительности рабочего периода к продолжительности цикла (суммарной продолжительности рабочего периода и паузы). Согласно стандарту ПВ составляет 15, 25, 40, 60 % с продолжительностью одного цикла не более 10 мин, если иное не указано в технических условиях или заводских требованиях.

Нагрузкой электрической машины называется мощность, которую развивает электрическая машина в данный момент времени. Нагрузка выражается в ваттах или в киловаттах, а также в процентах или в долях от номинальной мощности. Нагрузка может быть задана током, потребляемым или отдаваемым электрической машиной в данный момент времени, и выражена в амперах, в процентах или в долях от номинального тока. Нагрузка двигателя задается величиной тормозящего момента на выходном валу. Чтобы изменить нагрузку двигателя, следует изменить тормозящий момент на его валу.

Направление вращения электрического двигателя с горизонтальным валом определяется со стороны присоединения его к рабочему механизму: по часовой стрелке – правое вращение, против часовой стрелки – левое вращение.

Обозначение выводов обмоток асинхронных машин

В электрических машинах выводы обмоток должны обозначаться в соответствии с ГОСТ 183-74 для машин, разработанных до 1987 г. или модернизируемых, и в соответствии с ГОСТ 26772-85 «Машины электрические вращающиеся. Обозначение выводов и направления вращения» для машин, выпускаемых с 01.01.87 г.

Согласно ГОСТ 183-74 выводы асинхронных машин обозначаются следующим образом: обмотки статора – буквой «С»; обмотки ротора – буквой «Р». Трехфазные обмотки кроме букв обозначаются цифрами: начала фаз – цифрами «1, 2, 3», концы фаз – цифрами «4, 5, 6»; нулевая точка (независимо от того, заземлена она или нет) – цифрой «0».

Если трехфазная машина не имеет секционированных и составных обмоток на статоре, то обозначения выводов обмоток на статоре должны производиться в соответствии с табл. 1.1. Обозначения выводов обмоток статора однофазных машин производятся согласно данным, приведенным в табл. 1.2.

Контактные кольца роторов трехфазных асинхронных двигателей согласно стандарту обозначаются буквами, соответствующими обозначениям присоединенных к ним выводов обмотки ротора (табл. 1.3). При этом расположение колец выполняется в порядке следования фаз, а кольцо Р1, соответствующее первой фазе, должно быть наиболее удаленным от обмотки ротора. При трех выводах нулевая точка обмотки не выводится.

В соответствующих таблицах приведены обозначения согласно ГОСТ 26772-85.

Таблица 1.1. Наименование выводов обмоток статора асинхронных машин и их обозначения

Таблица 1.2. Обозначение выводов однофазных машин

Таблица 1.3. Обозначение выводов обмотки ротора

Методы испытания асинхронных машин

При испытании асинхронных двигателей наибольшее значение имеют опыты холостого хода, короткого замыкания и непосредственной нагрузки, близкой к номинальной [1]. Для эффективного использования результатов опытов необходимо также знать величину активного сопротивления фазы обмотки статора машины.

Все методы, применяемые при промышленных испытаниях электрических машин, сведены в ГОСТ 11828-86 «Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний». Особые стандарты регламентируют специфические методы испытания для данного вида электрической машины. Для асинхронных машин разработан ГОСТ 7217-87 «Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытаний», а также ряд других.

Опыты холостого хода и короткого замыкания широко используются при испытании асинхронных двигателей всех мощностей и типов. Особенно ценны результаты этих опытов в тех случаях, когда нет возможности испытать двигатель в режиме непосредственной нагрузки. Для асинхронных двигателей, используя данные опыта холостого хода, короткого замыкания и величину активного сопротивления фазы обмотки статора, можно построить круговую диаграмму, из которой определяются значения КПД, коэффициента мощности, скольжения, величины пускового тока, пускового момента, наибольшего вращающего момента и т.д.

Опыт непосредственной нагрузки дает возможность определить основные показатели двигателя. В этом случае нагрузка двигателя осуществляется при помощи любого тормозного устройства на валу двигателя. Указанный метод широко применяется при испытании двигателей малой и средней мощности.

Основные показатели асинхронных двигателей, полученные из опыта непосредственной нагрузки или найденные по круговой диаграмме, должны быть проверены на соответствие с требованиями ГОСТ 183-74, приведенными в табл. 1.4. В тех случаях, когда допускаемые отклонения указаны с одним знаком, только с плюсом или только с минусом, отклонение в противоположную сторону не ограничивается. На отдельные виды машин могут быть установлены более высокие требования в стандартах или технических условиях заводов-изготовителей. Приведенные в табл. 1.4 данные соответствуют номинальному режиму работы машины. При отклонении какого-либо параметра результаты измерений должны быть приведены к номинальным значениям напряжения, частоты сети и мощности двигателя.

Таблица 1.4. Отклонения показателей асинхронных двигателей, допускаемые ГОСТ 183-74

Примечания:

*С округлением допускаемых отклонений до третьего знака.

**Допускаемое отклонение не распространяется на однофазные асинхронные двигатели с рабочим конденсатором.

Опыт холостого хода

Режимом холостого хода называется такой режим, когда ротор асинхронного двигателя вращается при отсутствии механической нагрузки на валу. В этом случае скорость ротора близка к синхронной скорости, но не равна ей, а ток ротора близок к нулю. Характеристики холостого хода представляют собой зависимости тока I0, потребляемой мощности P0 и коэффициента мощности cos φ0 от подводимого напряжения U10 при холостом ходе двигателя:

I0; P0; cos φ0 = f(U10).

После пуска двигателя в ход нужно, согласно рекомендациям ГОСТ 7217-87 «Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытаний», дать возможность проработать двигателю без нагрузки в течение 15 – 30 мин (при номинальной мощности двигателя до 10 кВт) до проведения опыта холостого хода. При снятии характеристик холостого хода подводимое к двигателю напряжение изменяется от U10 = (1,1 – 1,3)U1Н до U10 = (0,2 – 0,4)U1Н так, чтобы получить примерно 6 – 8 точек. У некоторых типов двигателей (обычно с короткозамкнутым ротором) при снижении напряжения заметно уменьшается частота вращения ротора и наблюдается рост потребляемого из сети тока. В этом случае при проведении опыта холостого хода снижение напряжения на зажимах двигателя прекращают. Это предельные точки режима холостого хода.

Принципиальный вид кривых характеристик холостого хода представлен на рис. 1.1.

Мощность Р0 при холостом ходе с увеличением напряжения изменяется по квадратичной зависимости, так как это связано с изменением потерь в стали, которые пропорциональны квадрату напряжения. Остальные потери практически неизменны в области постоянной частоты вращения вала (потери механические и добавочные) или достаточно малы из-за малого тока холостого хода (электрические потери в обмотке статора рэл = m I02 r1). Изменение тока холостого хода I0 и коэффициента мощности cos j0 определяется, главным образом, реактивной составляющей тока, которая создает магнитное поле в машине и соответствует ее кривой намагничивания.

Опыт короткого замыкания

Режимом короткого замыкания асинхронного двигателя называют режим, при котором ротор заторможен и замкнут на себя. Если на зажимы двигателя подано номинальное напряжение, то потребляемый при этом из сети ток IКН в несколько раз выше номинального тока, IКН = (4 – 7)IН. Поэтому при проведении опыта короткого замыкания на обмотку статора подается пониженное напряжение, чтобы ток не превышал 1,1 IН.

Характеристики короткого замыкания представляют собой зависимость тока IК, потребляемой мощности PК и коэффициента мощности cos jК от подводимого напряжения UК при коротком замыкании двигателя:

IК; PК; cos jК = f (UК).

Величина индуктивного сопротивления короткого замыкания асинхронной машины хК, а также ток короткого замыкания зависят от взаимного положения зубцов статора и ротора. Поэтому при пониженном напряжении, медленно поворачивая ротор, надо отметить по амперметру наибольшее и наименьшее значения тока статора. Затем ротор при помощи механического устройства следует закрепить неподвижно в положении, соответствующем среднему значению тока.

Напряжение повышают до значения, при котором ток короткого замыкания достигает величины IК = 1,1 IН, и записывают показания приборов. Подводимое напряжение затем уменьшают и записывают показания приборов. Получают 5 – 6 замеров при уменьшении тока короткого замыкания до нуля. Снятие характеристик от большего значения тока к меньшему необходимо для поддержания стабильности температурного режима машины. При увеличении тока, по мере достижения его больших значений, температура машины значительно увеличивается по сравнению с началом опыта, так как потери в меди пропорциональны квадрату тока. Принципиальный вид характеристик короткого замыкания представлен на рис. 1.2.

Мощность короткого замыкания РК, определяемая потерями в обмотках машины, практически пропорциональна квадрату напряжения короткого замыкания, так как ток короткого замыкания IК почти пропорционален напряжению. Это объясняется сильным размагничиванием машины токами ротора, малым основным магнитным потоком и слабым насыщением магнитной цепи машины.

Таблица 2.1. Технические данные электрических машин постоянного и переменного тока, преобразователя угловых перемещений

Переченьи данные аппаратуры стенда приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Перечень и технические данные аппаратуры стенда

Для работы стенда необходимо выполнить электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока с блоком трехфазного источника питания (рис. 2.1).

Для измерения электрических величин (тока, напряжения и омического сопротивления) используется электронный мультиметр. Для его подключения к цепи необходимо выполнить следующее:

— установить род тока (постоянный / переменный);

— выбрать диапазон измерений соответственно ожидаемому результату измерений;

— правильно подсоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи (рис. 2.2 – 2.4).

На каждом стенде установлен блок из трех мультиметров, позволяющий иметь три прибора измерения тока и напряжения в любом количественном сочетании амперметров и вольтметров в пределах трех.

Рис. 2.2. Присоединение мультиметра (как вольтметра) для измерения напряжения

В качестве нагрузки асинхронного двигателя используется генератор постоянного тока независимого или параллельного возбуждения. Вид возбуждения в данном случае не играет роли. Принципиальные электрические схемы генератора при независимом и параллельном включениях показаны на рис. 2.5.

а) б)

Рис. 2.5. Схема соединений в генераторе постоянного тока

при независимом (а) и параллельном (б) возбуждении

Приведенные на схеме приборы в цепи возбуждения генераторов в данной лабораторной работе не нужны и могут использоваться для контроля тока в обмотках асинхронной машины. Необходимо только следить, чтобы напряжение на обмотке возбуждения машины постоянного тока не превышало 230 В. Вольтметр, измеряющий напряжение на зажимах якоря, также следует использовать для измерения напряжения на зажимах асинхронной машины. При необходимости он может быть переключен обратно на машину постоянного тока. Амперметр в цепи якоря необходим для контроля нагрузки генератора.

Для исследования работы асинхронной машины в режиме генератора необходим двигатель с плавным регулированием частоты вращения вала. В качестве такого двигателя используется машина постоянного тока. Возможные схемы электрических соединений в двигателе постоянного тока приведены на рис. 2.6. Все сказанное выше об использовании приборов справедливо и для приведенных схем машины в режиме двигателя.

а) б)

Рис. 2.6. Схема соединений в двигателе постоянного тока

при независимом (а) и параллельном (б) возбуждении

Независимое возбуждение двигателя постоянного тока предпочтительнее, так как позволяет регулировать частоту вращения вала агрегата точнее, чем при параллельном возбуждении, что важно при исследовании генераторного режима асинхронной машины.

При работе со стендом следует соблюдать несколько правил.

До сборки схемы следует убедиться, что все выключатели стоят в положении «ВЫКЛ», переключатели режимов работы источников питания в положении «РУЧН», регулятор напряжения источника питания постоянного тока вывернут в крайнее левое положение, соответствующее нулевому значению напряжения.

Точки заземления используемых блоков напрямую или через заземляющие точки других блоков должны быть соединены с заземляющими точками трехфазного источника питания стенда.

В ходе сборки схемы следует правильно устанавливать, а после сборки еще раз проверить режимы работы измерительных приборов, род тока и диапазон измеряемых величин.

Перед включением стенда схему должен проверить инженер-лаборант или преподаватель.

Не следует включать основной источник питания стенда при включенном источнике питания постоянного тока или при большом числе блоков с выключателями в положении «ВКЛ». При включении трехфазного источника питания это ведет к броску тока, срабатыванию устройства защитного отключения (УЗО) и отключению автоматических выключателей в одной или двух–трех фазах.

С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Цель работы

Целью работы является испытание асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах, режимах холостого хода и короткого замыкания, ознакомление со способом пуска машины в ход, обучение построению круговой диаграммы и ее использованию.

Программа работы

1. Ознакомиться с конструкцией машины и записать ее паспортные данные.

2. Измерить и привести к рабочей температуре 75°С сопротивления фаз обмоток статора и ротора.

3. Определить коэффициент трансформации фазных напряжений двигателя с фазным ротором.

4.Осуществить пуск в ход и изменение направления вращения двигателя.

5. Снять и построить характеристики холостого хода двигателя:

I0; P0; Q0; n0; cosφ0 = f (U0).

6.Снять и построить характеристики короткого замыкания:

IК; PK; QК; cosφК = f (UK).

7.Снять и построить рабочие характеристики машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах:

I1; P1; Q1; M2; n; s; cosφ; η = f (P2).

8. По данным опытов холостого хода и короткого замыкания построить круговую диаграмму асинхронной машины и определить по ней эксплуатационные параметры в режиме номинальной нагрузки и все виды потерь.

Лабораторный стенд

Установка, электрическая схема которой представлена на рис. 3.1, состоит из асинхронной машины и сочлененного с ней нагрузочного генератора постоянного тока. Валы двигателя и генератора соединены муфтой, имеется специальное устройство для «стопорения» валов, необходимое при проведении опыта короткого замыкания.

Испытуемый двигатель подключается к трехфазному источнику напряжения (G1/201.2) через два последовательно включенных трансформатора (А2/347.1), линейный реактор (А14/314.2) и трехполюсный выключатель (А6/301.1). Напряжение на двигателе и потребляемый им ток измеряются двумя приборами блока мультиметров (Р1/508.2). Третий прибор включен как амперметр в цепь якоря генератора постоянного тока. В одну из фаз двигателя включен измеритель активной и реактивной мощностей (Р2/506.2). Электрическая схема изображена также в прил. В рис. В.1 в формате А4.

Паспортные данные машин приведены в табл. 2.1. Обозначение выводов обмоток статора и ротора асинхронного двигателя соответствуют табл. 1.1, 1.3. Нагрузку в фазах асинхронного двигателя можно считать симметричной, поэтому ток, напряжение и мощности двигателя измеряются в одной фазе. Для повышения точности измерения ваттметр имеет тумблер переключения в положение «х10», которое уменьшает цену деления в 10 раз, то есть измеренные данные согласно предельному значению шкалы Рпр = Uпр ∙ Iпр ,получаемому по установленным переключателями предельным значениям напряжения Uпр и тока Iпр , следует разделить на 10. Величина показаний реактивной мощности при этом не изменяется, а предельное значение шкалы определяется по установленным предельным значениям напряжения и тока Qпр = Uпр ∙ Iпр .

Генератор постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения (ОВ) подключается на нагрузочное сопротивление RН (А10/306.1). Изменение нагрузки на валу асинхронного двигателя осуществляется регулированием тока возбуждения нагрузочного генератора, что ведет к изменению в нем тока якоря, создающего тормозящий момент относительно приводного двигателя, роль которого выполняет исследуемая асинхронная машина. Регулирование тока возбуждения осуществляется поворотом по часовой стрелке регулировочной рукоятки источника постоянного тока (G2/206.1). В начале регулирования заметна «мертвая зона».

Для осуществления генераторного режима асинхронной машины генератор постоянного тока с независимым возбуждением подключается на параллельную работу с сетью и служит в дальнейшем приводным двигателем при переводе асинхронной машины в режим генератора. Нагрузка асинхронного генератора изменяется регулированием напряжения на обмотке якоря двигателя постоянного тока, что ведет к изменению тока якоря приводного двигателя, создающего вращающий момент электромашинного агрегата, роль нагрузки в котором выполняет исследуемый асинхронный генератор.

Гнезда защитного заземления « » всех используемых устройств необходимо соединить с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1. Перед началом работы переключатели режима работы источника постоянного тока G2 и выключателя А6 установите в положение «РУЧН.». В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 установите номинальное напряжение обмоток равным 220 В.

Методические указания

Опыт холостого хода

Характеристики холостого хода представляют собой зависимости тока, мощности активной и реактивной, частоты вращения вала и коэффициента мощности от величины подводимого к двигателю напряжения в режиме холостого хода:

I0; P0; Q0; n0; cosφ0 = f (U0).

Порядок проведения опыта холостого хода изложен в п. 1.5 данных методических указаний. Приборы, замеряющие ток, мощность и напряжение в цепях двигателя, выбираются по номинальному напряжению и величине тока холостого хода, который у асинхронных двигателей составляет 25 – 50 % от номинального тока. У исследуемого двигателя IН = 0,35 А и UНЛ = 127 В. После пуска двигателя в ход выводят до нуля пусковые сопротивления в цепи ротора. При снятии характеристик в режиме холостого хода двигателя подводимое напряжение U0 изменяется от повышенного значения, примерно на 10 – 20 % выше номинального U0 = 1,2 UН, до величины U0 = 0,4 UН, при которой еще возможна устойчивая работа двигателя. Дальнейшее снижение напряжения ведет к заметному уменьшению частоты вращения вала и увеличению потребляемого из сети тока. Для контроля этого эффекта полезно снять зависимость Q0 и частоты вращения n0 вала двигателя от величины напряжения холостого хода. Как только потребляемый из сети ток начнет расти по мере уменьшения напряжения, следует прекратить дальнейшее снижение напряжения и прервать проведение опыта.

Изменение напряжения на двигателе производится переключением отпаек обмоток трехфазных трансформаторных групп на первичной и вторичной сторонах. Следует иметь в виду, что переключение напряжения на первичной стороне трансформатора в сторону больших напряжений ведет к уменьшению напряжения на вторичной стороне. На вторичной стороне трансформатора для уменьшения напряжения на двигателе следует переключатель устанавливать на меньшие значения. Во всем диапазоне измерений делают 6 – 7 замеров. При этом обязательно надо снять точки при напряжении несколько выше номинального и ниже половины его номинального значения. Данные измерений занести в табл. 3.1.

В таблице приняты обозначения: U0Л – линейное напряжение сети, В; I0Л – линейный ток сети, А; PW0 – активная мощность одной фазы, Вт; QW0 – реактивная мощность одной фазы, вар; n0 – частота вращения вала, об/мин. Остальные величины пояснены в ходе расчета.

Таблица 3.1. Характеристики холостого хода

Реальные испытания асинхронного двигателя лучше проводить с использованием измерительных комплектов К50 или К505, которыми токи, напряжения и мощности могут измеряться в каждой фазе отдельно без переборки схемы. Ток и напряжение холостого хода берутся как средние арифметические значения токов и напряжений фаз. Мощность холостого хода Р0 определяется суммированием модулей мощностей всех фаз. Измерения при использовании измерительных комплектов длительны, но позволяют получить более точную и достоверную информацию о машине (симметричность напряжений и токов, равенство сопротивлений фаз обмоток и т.д.). Нарушения симметрии напряжений и токов говорит о наличии витковых или фазных замыканий в обмотках двигателя. Эти измерительные комплекты используются и при испытаниях двигателя во всех других режимах работы.

Обработка результатов испытаний.Обмотки статора асинхронного двигателя соединены в звезду (Y). Поэтому линейное напряжение сети U0Л равно линейному напряжению двигателя и определится по показанию вольтметра.

Потребляемый двигателем линейный ток холостого хода I0Л, равный фазному току I0Ф = I0Л, определится показаниями включенного в цепь амперметра. Мощность, потребляемая двигателем из сети, равна утроенному показанию однофазного ваттметра, Р0 = 3РW0. Аналогично определяется и потребляемая реактивная мощность, Q0 = 3QW0.

После определения базовых величин режима холостого хода рассчитываются фазное напряжение двигателя и коэффициент мощности:

; .

Электрические потери в обмотке статора двигателя, сумма потерь в стали, механических и добавочных потерь машины определятся как

рэл1 = 3(I0Ф)2 r1 75 ; рΣ = рст + рмх + рд = Р0 – рэл1.

Приняты следующие обозначения величин: рэл1 – электрические потери в обмотке статора, Вт; I0Ф – фазный ток, равный измеренному амперметром линейному току (I0Ф = I0Л), соединение «звезда» (Y), А; r1 75 – активное сопротивление фазы обмотки, приведенное к рабочей температуре 75оС (см. п. 1.4), Ом; рΣ – сумма потерь двигателя в стали, механических и добавочных, Вт; рст – потери в стали сердечника статора, Вт; рмх – потери механические, Вт; рд – потери добавочные, Вт; рд = 0,005 РН; P0 – полная активная мощность холостого хода, Вт.

Потерями в обмотке ротора при холостом ходе обычно пренебрегают, так как ток холостого хода ротора мал, а потери в стали сердечника ротора пренебрежимо малы до скольжения s = 0,2, при котором частота перемагничивания не превышает 10 Гц. В расчетных данных должны быть результаты, позволяющие получить по построенным опытным кривым данные в точках, соответствующих номинальному напряжению U = UН и напряжению, равному половине его номинального значения, U = 0,5 UН.

По полученным результатам строят зависимости I0; P0; Q0; n0; cosφ0 = f (U0) на шкальной диаграмме согласно требованиям к техническому отчету [2, 3] (рис. А.2). Вид основных получаемых в опыте зависимостей показан на рис. 1.1. Неиспользованные результаты расчета потребуются в дальнейшем для построения круговой диаграммы двигателя.

Опыт короткого замыкания

Особенности проведения опыта короткого замыкания изложены в п. 1.5 данных методических указаний. Обмотка ротора двигателя замкнута накоротко – пусковые сопротивления в фазах ротора выведены до нуля, ротор двигателя застопорен. Перед началом опыта напряжение, подводимое к обмотке статора, должно быть снижено до минимально возможного значения, лучше до нуля. В этом следует убедиться, подключив к зажимам питающей сети (рис. 3.1, блок А6) только вольтметр при отключенном двигателе. Изменяют напряжение на двигателе установкой переключателей первичной и вторичной обмоток трехфазных трансформаторов на соответствующие отпайки. Наименьшее напряжение на двигателе достигается при установке переключателей первичных обмоток на отпайки 245 В, а вторичных переключателей – 133 В. Линейный реактор А14 должен быть обязательно включен в схему. Он служит для ограничения токов в цепях и более глубокого снижения напряжения на зажимах двигателя в режиме короткого замыкания.

Величины индуктивного сопротивления хК и тока IК двигателя в режиме короткого замыкания зависят от взаимного расположения зубцов ротора и статора. Поэтому следует подать на обмотку статора небольшое напряжение, при котором ротор еще не может развернуться, но возможен отсчет тока в обмотке статора по включенному амперметру. Медленно поворачивая ротор руками или специальным приспособлением для двигателей большой мощности, находят положение, соответствующее среднему значению тока в обмотке статора. В этом положении ротор закрепляется стопорящим устройством. В двигателе, используемом в лаборатории, положение ротора очень мало влияет на параметры двигателя. Поэтому специальная установка ротора относительно статора необязательна.

При проведении опыта короткого замыкания напряжение сети после подключения застопоренного двигателя быстро повышают до такого значения, при котором ток двигателя для данной схемы соединения обмоток превышает номинальное значение на 10 – 15 %, и записывают показания приборов. У данного двигателя IН = 0,35 А. Затем подводимое напряжени

Подключение трёхфазного двигателя.

• Подключить симметричное напряжение от трех фаз с низким номинальным током.
• Присоединить к каждой фазе понижающий трансформатор, имеющие одинаковые рабочие значения.
• Подать напряжение (и ни в коем случае не допустить превышения токовой нагрузки!).
• Одновременно ввести в созданное магнитное поле небольшой стальной шарик (диаметром 1-3 см).
• Проследить за совершаемыми предметом действиями: если шарик крутится синхронно – все исправно, если остановился – в этом месте замыкание.

Подключение асинхронного электродвигателя

Электродвигатель асинхронный трехфазный и схема подключения зависят от ваших потребностей. Наиболее распространенным вариантом является схема прямого включения, для двигателей, подключенных схемой «треугольника», возможна схема включения на «звезде» с переходом на «треугольник», при необходимости возможен вариант реверсивного включения.

В нашей статье мы рассмотрим наиболее популярные схемы прямого включения и прямого включения с возможностью реверса.

Схема прямого включения асинхронного электродвигателя

В предыдущих главах мы подключили обмотки двигателя, и вот теперь пришло время включения его в сеть. Двигатели должны включаться в сеть при помощи магнитного пускателя, который обеспечивает надежное и одновременное включение всех трех фаз электродвигателя.

Пускатель в свою очередь управляется кнопочным постом – те самые кнопки «Пуск» и «Стоп» в одном корпусе.

Обратите внимание! Вместо автомата вполне возможно применение предохранителей. Только их номинальный ток должен соответствовать номинальному току двигателя. А также должен учитывать пусковой ток, который у разных типов двигателей колеблется от 6 до 10 крат от номинального.

1. Теперь приступаем непосредственно к подключению. Его условно можно разделить на два этапа. Первый это подключение силовой части, и второй — подключение вторичных цепей. Силовые цепи – это цепи, которые обеспечивают связь двигателя с источником электрической энергии. Вторичные цепи необходимы для удобства управления двигателем.
2. Для подключения силовых цепей нам достаточно подключить вывода двигателя с первыми выводами пускателя, выводы пускателя с выводами автоматического выключателя, а сам автомат с источником электрической энергии.

Обратите внимание! Подключение фазных выводов к контактам пускателя и автомата не имеют значения. Если после первого пуска мы определим, что вращение неправильное, мы сможем легко его изменить. Цепь заземления двигателя подключается помимо всех коммутационных аппаратов.

Теперь рассмотрим более сложную схему вторичных цепей. Для этого нам, прежде всего, как на видео, следует определиться с номинальными параметрами катушки пускателя. Она может быть на напряжение 220В или 380В.

• Так же следует разобраться с таким элементом, как блок-контакты пускателя. Данный элемент имеется практически на всех типах пускателей, а в некоторых случаях он может приобретаться отдельно с последующим монтажом на корпус пускателя.

• Эти блок-контакты содержат набор контактов – нормально закрытых и нормально открытых. Сразу предупредим – не пугайтесь в этом нет нечего сложного. Нормально закрытым называется контакт, который при отключенном положении пускателя – замкнут. Соответственно нормально открытый контакт в этот момент разомкнут.
• При включении пускателя нормально закрытые контакты размыкаются, а нормально открытые контакты замыкаются. Если мы говорим за электродвигатель трехфазный асинхронный и подключение его к электрической сети, то нам необходим нормально открытый контакт.

Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:

Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Выводы обмоток электродвигателя — схемы соединения На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. Спрашивайте, я на связи!

Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой

• Для того чтоб определить начало и конец обмотки трехфазного двигателя своими руками, мы должны для начала определить выводы каждой отдельной обмотки, то есть определить каждую отдельную обмотку.
• Сделать это достаточно просто. Между концом и началом одной обмотки у нас обязательно будет цепь. Определить цепь нам помогут либо двухполюсный указатель напряжения с соответствующей функцией, либо обычный мультиметр.
• Для этого один конец мультиметра подключаем к одному из выводов и другим концом мультиметра касаемся поочередно остальных пяти выводов. Между началом и концом одной обмотки у нас будет значение близкое к нулю, в режиме измерения сопротивления. Между остальными четырьмя выводами значение будет практически бесконечным.
• Следующим этапом будет определение их начала и конца.

Полезные советы Схемы для подключения Принципы работы устройств Главные понятия Счетчики от Энергомера Меры предосторожности Лампы накаливания Видеоинструкции для мастера Проверка мультиметром