Применение комбинированного соединения обмоток в асинхронном электродвигателе

Актуальность

Во многих бытовых приборах, в станках и электрическом транспорте используются механизмы, для привидения в движение которых требуется электрический двигатель. Электродвигатели встречаются практически повсюду. Для всех механизмов важными показателями являются экономичность и простота в эксплуатации и обслуживании. Для потребителя в большинстве случаев единственно важной характеристикой электродвигателя является его мощность, хотя электродвигатель обладает множеством других, не менее важных характеристик. Остальные характеристики важны для производителей техники, которые в условиях жёсткой конкуренции должны изготовить товар с наилучшими характеристиками по наименьшей цене. 

Цель

Изучить устройство, принцип работы и эффективность асинхронных электрических машин.

Задачи

1. Собрать демонстрационный макет асинхронного электродвигателя с возможностью применения различных вариаций соединения обмоток.
2. При помощи измерительных приборов выяснить эксплуатационные качества трёх различных способов соединения: пусковой ток, рабочий ток, механическую и электрическую мощность, коэффициент скольжения, КПД электродвигателя.
3. Сделать выводы об эффективности этих типов соединения.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Статор
• Обмотка статора
• Ротор
• Частотный преобразователь ESQ-210-0.7K,
• Силовые резисторы AH-50, 50 Вт, 22 Ом
• Мультиметр,
• Амперметр для переменного тока

Описание

После изучения специализированной литературы автор проекта приступил к сборке макета. Статор электродвигателя был выполнен из стальных планок в форме шестиугольника. На статор электродвигателя были закреплены шесть обмоток, соединяемых при помощи различных схем подключения.

В процессе исследования были произведены расчёты для трёх типов соединения обмоток, на базе которых были сделаны выводы.

Результаты работы/выводы

• Наименьшее отношение пусковой силы тока к рабочей оказалось у схемы «Треугольник», следовательно, эта схема оказывает наименьшую нагрузку на рассчитанную под неё электропроводку.
• Наибольшая механическая мощность оказалась у схемы «Треугольник», следовательно, эта схема позволяет выполнять наибольшую механическую работу за одно и то же время, при одном и том же напряжении в сравнении с другими схемами.
• Наибольший КПД оказался у комбинированной схемы, следовательно, эта схема является наиболее эффективной в работе, а также сводит к минимуму потери энергии в сравнении с другими схемами.
• Коэффициент скольжения у комбинированной схемы и схемы «Треугольник» оказался примерно одинаковым, но при этом потребляемая электрическая мощность у комбинированной схемы меньше, чем у «Треугольника», следовательно, при одинаковой мощности коэффициент скольжения у комбинированной схемы окажется меньше, следовательно, её использование предпочтительнее.

На основании вышеперечисленного можно сделать вывод: использование комбинированной схемы является наиболее рациональным, так как она обладает наибольшим КПД и наименьшим коэффициентом скольжения при одинаковой электрической мощности, а эти характеристики являются наиболее важными для асинхронного электродвигателя, что подтверждает исходную гипотезу о том, что применение комбинированного соединения обмоток в асинхронном электродвигателе приводит к улучшению его эксплуатационных качеств.

Перспективы использования результатов работы

Целью работы было выявление наиболее эффективной схемы работы электродвигателей.

Такой схемой оказалась комбинированная; соответственно, производители техники смогут увеличить эффективность своей продукции.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РУТ МИИТ

Награды/достижения

1. Открытая научно-практическая конференция конференция «Дети – творцы XXI века» – победитель;
2. Открытая московская инженерная конференция школьников «Потенциал» при МЭИ – призёр

Мнение автора

«В процессе подготовки проекта автор узнал много нового в области электротехники. Городским образовательным проектом «Инженерный класс в московской школе» и открытой городской научно-практической конференцией «Инженеры будущего» автор остался полностью доволен»