Федеральне агентство з освіти
Російський державний професійно-педагогічний університет
Інженерно-педагогічний інститут
Кафедра професійно-педагогічних технологій
Контрольна робота
по дисципліни: Методика професійного навчання
на тему:
Призначення і конструктивні особливості асинхронних машин змінного струму
Єкатеринбург 2010
Тема розроблювального уроку : Призначення і конструктивні особливості асинхронних машин змінного струму
Тип уроку : урок вивчення нових знань.
Освітня мета уроку : Вивчення та первинне закріплення знань. Актуалізація провідних знань.
Оснащення уроку : плакати: В«Асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором В»,В« Асинхронний двигун з фазним ротором В»,В« Магнитопровод асинхронних машин В».
План уроку
1. Організаційна частина (привітання, перевірка присутніх учнів, запис дати і теми в зошит) 5 хв.
2. Пояснення нового матеріалу 120 хв.
3. Висновок 15 хв.
4. Домашнє завдання 20 хв.
2. Конспект навчального матеріалу з обраній темі
1. Призначення та області застосування асинхронних машин
асинхронних машин називається двохобмотувальні електрична машина змінного струму, у якої тільки одна обмотка (первинна) одержує живлення від електричної мережі з постійною частотою П‰ 1 , а друга обмотка (вторинна) замикається накоротко або на електричні опори. Струми у вторинній обмотці з'являються в результаті електромагнітної індукції. Їх частота П‰ 2 є функцією кутової швидкості ротора О©, яка, в свою чергу, залежить від обертаючого моменту, прикладеного до вала.
Найбільше поширення набули асинхронні машини з трифазною симетричною разноіменнополюсной обмоткою на статорі, що живиться від мережі змінного струму, і з трифазної або багатофазної симетричною разноіменнополюсной обмоткою на роторі.
Машини такого виконання називають просто В«асинхронними машинамиВ», в той час як асинхронні машини інших виконань відносяться до В«спеціальних асинхронним машинамВ».
Асинхронні машини використовуються в основному як двигуни; як генераторів вони застосовуються вкрай рідко.
Асинхронний двигун є найбільш поширеним типом двигуна змінного струму.
Разноіменнополюсная обмотка ротора асинхронного двигуна може бути короткозамкненої (біляча клітка) чи фазної (приєднується до контактних кілець). Найбільше поширення мають дешеві у виробництві і надійні в експлуатації двигуни з короткозамкненою обмоткою на роторі, або короткозамкнені двигуни (Рис. 1). Ці двигуни мають жорсткої механічною характеристикою (при зміні навантаження від холостого ходу до номінальної їх частота обертання зменшується всього на 2 Г· 5%).
Двигуни з короткозамкненою обмоткою на роторі володіють також досить високим початковим пусковим моментом, що обертає. Їх основні недоліки: труднощі здійснення плавного регулювання частоти обертання в широких межах; споживання великих струмів з мережі при пуску (в 5 Г· 7 разів перевищують номінальний струм).
Двигуни з фазною обмоткою на роторі або двигуни з контактними кільцями (див. рис. 6) урятовані від цих недоліків ціною ускладнення конструкції ротора, що призводить до їх помітного подорожчання у порівнянні з короткозамкненими двигунами (приблизно в 1,5 рази). Тому двигуни з контактними кільцями на роторі знаходять застосування лише при важких умовах пуску, а також при необхідності плавного регулювання частоти обертання.
Двигуни з контактними кільцями іноді застосовують в каскаді з іншими машинами. Каскадні сполуки асинхронної машини дозволяють плавно регулювати частоту обертання в широкому діапазоні при високому коефіцієнті потужності, проте через значну вартості не мають скільки-небудь помітного поширення.
У двигунах з контактними кільцями вивідні кінці обмотки ротора, фази якої з'єднуються зазвичай в зірку, приєднуються до трьох контактних кілець. За допомогою щіток, дотичних з кільцями, в ланцюг обмотки ротора можна вводити додатковий опір або додаткову ЕРС для зміни пускових або робочих властивостей машини; щітки дозволяють також замкнути обмотку накоротко.
У більшості випадків додатковий опір вводиться в обмотку ротора тільки при пуску двигуна, що призводить до збільшення пускового моменту і зменшення пускових струмів і полегшує пуск двигуна. При роботі асинхронного двигуна пусковий реостат має бути повністю виведений, а обмотка ротора замкнута накоротко. Іноді асинхронні двигуни забезпечуються спеціальним пристроєм, який дозволяє після завершення пуску замкнути між собою контактні кільця і ​​підняти щітки. У таких двигунах вдається підвищити ККД за рахунок виключення втрат від тертя кілець про щітки і електричних втрат в перехідному контакті щіток.
Випускаються заводами асинхронні двигуни призначаються для роботи в певних умовах з певними технічними даними, званими номінальними. До числа номінальних даних асинхронних двигунів, які вказуються в заводській табличці машини, укріпленої на її корпусі, відносяться:
механічна потужність, розвивається двигуном, Р НОМ = Р 2НОМ
частота мережі f 1
лінійна напруга статора U 1НОМ
лінійний струм статора I 1Л.НОМ
частота обертання ротора n НОМ
коефіцієнт потужності cosП† lHOM
коефіцієнт корисної дії О· НОМ .
Якщо у трифазній обмотки статора виведені початку і кінці фаз і вона може бути включена в зірку або трикутник, то вказуються лінійні напруги і струми для кожного з можливих з'єднань (Y/О”) у вигляді дробу U Л Y /U ЛО” і I Л Y /I ЛО” .
Крім того, для двигуна з контактними кільцями наводяться напруга на розімкнутих кільцях при нерухомому роторі і лінійний струм ротора в номінальному режимі.
Номінальні дані асинхронних двигунів варіюються в широких межах. Номінальна потужність - від часток вата до десятків тисяч кіловат. Номінальна синхронна частота обертання:
при частоті мережі 50Гц від 3000 до 500об/мін і менш в особливих випадках; при підвищених частотах - до 100 000 об/хв і більше (номінальна частота обертання ротора зазвичай на 2 Г· 5% менше синхронної; в мікродвигуни - на 5 Г· 20%). Номінальна напруга - Від 24В до 10кВ (великі значення при великих потужностях).
Номінальний ККД асинхронних двигунів зростає з ростом їхньої потужності і частоти обертання; при потужності більше 0,5 кВт він становить 0,65 Г· 0,95; у двигунах малої потужності 0,2 Г· 0,65.
Номінальний коефіцієнт потужності асинхронних двигунів, рівний відношенню активної потужності до повної потужності, споживаної з мережі,
також зростає з ростом потужності і частоти обертання двигунів; при потужності понад 1кВт він становить 0,7 Г· 0,9; у двигунах малої потужності 0,3 Г· 0,7.
2. Конструкція асинхронних машин з короткозамкнутим ротором
Конструкція асинхронної машини з короткозамкнутим ротором представлена ​​на малюнку 1.
Статор машини складається з магнітопроводу 2, трифазної разноіменнополюсной обмотки 20, вивідні кінці якої за допомогою вивідний коробки 13 приєднуються до мережі змінного струму і станини 1.
Активними елементами статора, спеціально призначеними для утворення обертового магнітного поля, є магнітопровід 2 і обмотка 20; станина виконує тільки конструктивні функції, фіксуючи активні частини в певному положенні (при допомогою лап 14 станина нерухомо закріплюється на фундаменті).
Рисунок 1 - Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором (55кВт, 1500об/мін, 50Гц, захищений обдувається).
Магнитопровод 2 набирається з ізольованих пластин е...
