ІНСТРУКЦІЙНА КАРТА № 1. Розбирання і складання

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

З КУРСУ "ПРАКТИКУМ З ЕЛЕКТРОМОНТАЖНИХ РОБІТ"

ВИВЧЕННЯ БУДОВИ ТА СКЛАДАННЯ СХЕМ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОДВИГУНАМИ

для студентів ІІІ курсу по спеціальності

"7.0101.03 Педагогіка і методика середньої освіти. Технологічна освіта"

Розробив: cт. в. Савенко І.В.

Методична розробка до лабораторної

роботи затверджена на засіданні

кафедри теорії та методики

технологічної освіти

протокол №__від________2008 р.

Полтава 2008

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5

ТЕМА: Вивчення будови та складання схем

Керування електродвигунами.

МЕТА: 1. Вивчити будову електродвигунів, навчитися розбирати та складати їх.. 2. Скласти електричну схему живлення електродвигунів, спробувати пустити та зупинити, та змінити напрями їх обертання.

ОБЛАДНАННЯ: асинхронні, синхронні та колекторні електродвигуни, провідники, штепсельні вилки, кнопки (ПНВ, ПНВС).

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Для нормальної дії деяких побутових електромеханічних приладів потрібно, щоб їх двигуни розвивали дуже велику швидкість. Насамперед це стосується пило­соса, всмоктувальний вентилятор якого добре працює лише при 12000—16000 об/хв.

А привод швейної машини, наприклад, повинен забезпечувати широку і плавну зміну швидкості двигуна гуна. Ці вимоги повністю задовольняє універсальний колекторний електродвигун (мал.1). Універсальний він тому, що може працювати як на постійному, так і на змінному струмі, Основні частини такого двигуна: корпус 1 з полюсами 2, на яких є обмотка 3для збудження магнітного поля, якір 4 з обмоткою 5, вкладеною в поздовжні пази на йога зовнішній поверхні, а також колектор 6 з гладенькими бронзовими пластинами, що сполучені з виводами окремих секцій, з яких складається обмотка якоря. До колектора пружинами притиснуті вугільні щітки 7.

Котушки полюсі й і обмотку якоря колекторних двигу­нів, які використовують для побутових електроприладів, сполучають послідовно одну з одною і вмикають у сітку так, як це показано на мал.2.

В універсальних електродвигунах колектор призначе­ній для безперервної зміни напряму струму в провідниках якоря. Внаслідок цього сили, що обертають якір, продовжують діяти в той же самий бік, забезпечуючи безперерв­ну нормальну роботу двигуна, ввімкненого в коло змінного струму.

До корпусу універсальних двигунів також прикріплюють табличку (паспорт). З такої таблички неважко довідатись, що електродвигун, наприклад, для привода швейної машини типу

ДШС-2 (мал..3) його робоча напруга 220 В, струм, який він споживає, 0,5 А, потужність 40Вт, швидкість обертання якоря до 5000 об/хв, рік випуску 1960.

В електричних холодильниках пральних машинах застосовують асинхронні електродвигуни однофазного струму.

На мал. 4 подано розріз двигуна такого типу. У пази, що є на внутрішній поверхні його статора 1, закладено мідні ізольовані провідники двох обмоток - робочої і пускової. Скорочено їх позначають РО і ПО.

Робочу обмотку виготовляють з великою кількістю витків, тому вона має велику індуктивність. Кількість витків пускової обмотки значно менша за кількість витків робочої обмотки.

Якби в статорі була лише одна робоча обмотка, то змінний струм, проходячи по ній, створював би в двигуні її сумуюче магнітне поле. Напрям поля при кожній зміні пряму струму ставав би протилежним. Таке поле не може зрушити ротора двигуна з місця. Якщо ж за допомогою механічної сили, наприклад від руки, привести ротор у рух, то лише тоді його підхо­пить це поле, і він почне обер­татись.

Проте вручну пускати од­нофазні двигуни незручно, а тому в статор таких дви­гунів і закладають допоміжні (пускові) обмотки. Розміщення цих обмоток у статорі двигуна показало на мал.5.

Внаслідок такого розміщення результуюче магнітне поле робочої РО та пускової
ПО обмоток, що живляться від кола однофазного змінного струму, ніби обертається по колу статора.

Обертове магнітне поле захоплює за собою ротор, який розміщений між полюсами обмоток і закріплений на підшипниках у бічних кришках станини.

У деяких конструкцій однофазних двигунів, як тільки ротор почне обертатися, пускова обмотка автоматично ви­микається, бо після пуску потреба в ній відпадає.

Іноді застосовують й інші способи створен­ня обертового магнітно­го поля в статорах одно­фазних двигунів змінно­го струму — використо­вуючи для цього кон­денсатори.

Ротор (мал. 6, а) набраний з тонких ста­льних пластин. У пази, що є на його поверхні, закладені товсті неізольовані мідні стержні. Кінці цих стержнів, що виходять з пазів, зами­кають між собою з обох боків ротора накоротко товстими мідними кіль­цями (мал.6, б). IIе, є обмотка ротора, яку називають коротко замкнутою. Коли обертове магнітне поле пересікає корткозамкнуту обмотку ротора, то в ній індукується струм. Цей струм створює магнітне поле, яке, взаємодіючи з рухомим полем статора обертає ротор.

Від вала ротора обертання передається тим деталям електроприладу, які повинні рухатися, щоб забезпечиш бажану дію приладу.

Кожний електродвигун розраховують на певну напругу електричної сітки.

Щоб він передчасно не вийшов з ладу і не був зіпсова­ний, треба до його обмотки подавати електричну напругу і струм такої величини, на яку він розрахований. Щоб ви­значити величину робочої напруги двигуна, а також інші дані, необхідні для його правильної експлуатації, ознайом­люються я спеціальною табличкою (паспортом), що прикріп­лена зовні до його корпусу. Наприклад, на мал. 7 подана табличка (паспорт) електродвигуна, що застосовується в пральній машині. У табличці зазначено, що тип цього двигуна АОЛБ — асинхронний однофазний з короткозамкнутим ротором. Робоча напруга двигуна 220В, потужність 180 Вт. Живиться він від сітки змінного струму з часто­тою 50 Гц, швидкість обертання ротора 1420 об/хв. Номі­нальний струм в обмотках 2,5 А, к. к. д. 53 %, вага 9,1 кг.

У статор асинхронного двигуна трифазного струму за­кладено три обмотки. Проводи цих обмоток розміщені си­метрично в пазах внутрішньої циліндричної поверхні ста­тора. Обмотки зсунуті по колу одна відносно однієї на 120° (мал.8 ), Саме завдяки цьому струми, що досягають своїх максимальних значень спочатку н першій фазі, через тре­тину періоду — в другій, а ще через третину — в третій фазі обмотки статора, створюють максимальний магнітний потік, який начебто переміщується по колу.

Якщо в статор з таким розміщенням обмоток вставити короткозамкнутий ротор, що може вільно обертатися на валу, то магнітне поле почне перетинати його обмотку і в ній індукуватиметься струм ротора. Струм ротора створюватиме своє магнітне поле, яке, взаємодіючи з обер­товим магнітним полем статора, почне обертати ротор.

Швидкість обертання ротора трохи менша від швидкості обертання магнітного поля статора, бо лише завдяки такому асинхронному (неодночасному) обертанню обмотка ротора перегинатиметься магнітним полем статора. Саме тому такі двигуни і називають асинхронними.

Шість кінців обмоток статора асинхронного дви­гуна виведені на дош­ку затискачів і розміще­ні так , як це показано на

мал. 9, аДошка затискачів закріплена зовні на корпусі двигу­на. Виведені на неї кінці обмотки з'єднують за до­помогою металевих пе­ремичок. Коли перемич­ки встановлені горизон­тально, то обмотки ста­тора сполучені зіркою (мал. 9, б). Якщо перемички перенести у вертикальне положення

(мал. 9, в), то кінець обмотки першої фази Х сполучиться з початком другої фази В, кінець другої фази Y—з початком третьої фазиС, а кінець третьої фази Z— з початком першої А. Обмотка статора асин­хронного двигуна буде сполучена трикутником.

Схему сполучення обмоток статора асинхронного дви­гуна—зірку або трикутник—вибирають залежно від його робочої напруги і величини напруги в живильній сітці.

Асинхронні короткозамкнутідвигуни трифазного струму дужо прості за конструкцією іпрактично майже не потребують ніякого догляду.

Серед основних способів запуску трифазних електродвигунів найбільш простий і ефективний спосіб — з підключенням третьої обмотки через фазоздвигаючий конденсатор. Корисна потужність , що розвивається при цьому електродвигуном, складає 50 – 60% його потужності в трифазному режимі. Однак не усі трифазні двигуни добре працюють від однофазної мережі. До них відносяться , наприклад, електромотори з подвійною кліткою короткозамкненого ротора серії МА. Тому перевагу варто віддати трифазним електродвигунам серій А, АО, АО2, АОЛ. АПН, УАД і ін.

Щоб електродвигун з конденсаторним пуском працював нормально, ємність конденсатора повинна мінятися в залежності від числа обертів. Оскільки на практиці ця умова виконати важко, двигуном звичайно керують в два етапи — спочатку включають з пусковим конденсатором, а після розгону його від'єднують, залишаючи лише робочий .

Якщо в паспорті електродвигуна зазначена напруга 220/330 В, то ввімкнути двигун в однофазну мережу з напругою 220 В можна за схемою, приведеної на малюнку 1. При натисканні на кнопку SB1 електродвигун M1починаєє розганятися, а коли він набере оберти, кнопку відпускають — SB1.2 розмикається, а SВ1.1 і SB1.3 залишаються замкненими. Їх розмикають для зупинки електродвигуна.

При сполученні обмоток електродвигуна в „трикутник” ємність робочого конденсатора визначають за формулою:

де: С_Р - ємність конденсатора, мкФ; І – струм що споживає електродвигун, А; U – напруга мережі, В.

Якщо потужність електродвигуна відома то споживаний струм визначається за формулою :

де: Р — потужність електродвигуна (зазначена в паспорті), Вт; U — напруга мережі. В; η — КПД; cosφ— коефіцієнт потужності.

Ємність пускового конденсатора вибирають у 2—2,5 рази більше робітника, а їхні допустимі напруги повинні не менш чим у 1,5 рази перевищувати напругу мережі. Для мережі 220 В краще застосувати конденсатори марки МБГО, МБГП, МБГЧ із робочою напругою 500 В и вище. У якості пускових можна використовувати й електролітичні конденсатори ДО50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 з робочою напругою не менш 450 В (за умови короткочасного включення). Для більшої надійності їх включають за схемою, показаної на малюнку 2. Загальна ємність при цьому дорівнює с/2. Пускові конденсатори зашунтуйте резистором опором 200—500 кОм, через який буде «стікати» електричний заряд, що залишився.

Експлуатація електродвигуна з конденсаторним пуском має деякі особливості. При роботі в режимі холостого ходу по обмотці, що живиться через конденсатор, протікає струм, на 20-40 % перевищуючий номінальний. Тому, якщо електродвигун буде часто використовуватися в недовантаженому режимі чи в холосту, ємність конденсатора Ср слід зменшити.

При перевантаженні електродвигун може зупинитися, тоді для його пуску знову підключите пусковий конденсатор ( знявши, або зменшивши до мінімуму навантаження на валові).

На практиці значення ємностей робочих і пускових конденсаторів в залежності від потужності електродвигуна визначають за таблицею:

Для запуску електродвигуна на холостому ходу або з невеликим навантаженням ємність конденсатора Сп можна зменшити. Наприклад, для включення електродвигуна АТ2 потужністю 2,2 кВт на 1420 об/хв можна використовувати в якості робочий конденсатор ємністю 230 мкФ, пускового — 150 мкФ. При цьому електродвигун упевнено запускається при невеликому навантаженні на валові.

Реверсування електродвигуна здійснюють шляхом переключення фази на його обмотці тумблером SA1 (мал. 1).

На малюнку 3 приведена електрична схема переносного універсального блоку для пуску трифазних електродвигунів потужністю близько 0,5 квт від однофазної мережі без реверсування.

При натисканні на кнопку SB1 спрацьовує магнітний пускач КМ1 (тумблер SA1 замкнутий) і своєю контактною системою КМ1.1, КМ1.2 приєднує електродвигун Ml до мережі 220 В. Одночасно третя контактна група КМ1.3 блокує кнопку SB1. Після повного розгону електродвигуна пусковий конденсатор С1 відключають тумблером SA1. Зупиняють електродвигун натисканням на кнопку SB2.

У пристрої застосований магнітний пускач типу ПМЛ, розрахований на перемінний струм напругою 220 В; SB1, SB2 — спарені кнопки ПКЕ612, SA1 — тумблер Т2-1; резистори: R1 — дротовий ПЭ-20, R2 — МЛТ-2, З1, З2 — конденсатори МБГЧ на напругу 400 В (С2 складений із двох паралельно з'єднаних конденсаторів по 20 мкФ X 400 В); HL1 — лампа КМ-24 (24 В, 100 мА). Ml — електродвигун 4А71А4 (АТ2-21-4) на 0,55 квт, 1420 об/хв.

ІНСТРУКЦІЙНА КАРТА № 1. Розбирання і складання

Поиск по сайту: