Лавриненко В.А. (сост.). Электрические двигатели для бытовой техники

Подождите немного. Документ загружается.

ружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С (УХЛ4) и от плюс 1 до плюс

55°С (О4);

- относительная влажность воздуха до 80 % при температуре плюс

25°С и более низких (УХЛ4) и до 98% при температуре плюс 35°С

(О4);

- окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, агрес-

сивных газов и паров в концентрациях, вредно действующих на изо-

ляцию двигателя.

Номинальные данные устанавливает ГОСТ 16264-78, а также тех-

нические условия ТУ16-513.438-80. Двигатель выпускается для поста-

вок на экспорт.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КД180-4/56РК, КД180-4/56РКА

Номинальное напряжение, В 220

Номинальная мощность, Вт 180

Частота тока, Гц 50

Номинальная частота вращения, об/мин 1370-41

Номинальный ток, А 1,85

Коэффициент полезного действия



, о.е. 0,55

Коэффициент мощности cos



, о.е. 0,78

Отношение начального пускового тока к номинальному, о.е. 2,70

Отношение максимального момента M

к номинальному M

, о.е. 1,75

Отношение начального пускового M

момента к номинальному,о.е. 0,55

Отношение минимального момента M

мин

к номинальному, о.е. 0,50

Емкость рабочего конденсатора, мкФ 6

Номинальное рабочее напряжение рабочего конденсатора, В 500

Число витков обмоток: главной 842

вспомогательной 1470

Масса, кг 4,8

Габариты, мм 150 х 137

Гарантийный срок эксплуатации, лет 2,5

Крепление двигателя фланцевое

Класс нагревостойкости изоляции В (130°С) по ГОСТ 8865-70.

Степень защиты IP10 (защита от проникновения внутрь твердых тел

размером свыше 50 мм, защита от проникновения воды отсутствует).

По механическим воздействиям двигатель должен соответствовать

группе условий эксплуатации М-12 согласно ГОСТ 17516-72. По кли-

матическим воздействиям двигатель должен соответствовать

ГОСТ 16264.0-85. В части требований безопасности двигатель должен

соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.1-75.

Для двигателей, применяемых в стиральных машинах, режим рабо-

ты повторно-кратковременный S3 с продолжительностью включения

(ПВ) 60 % по ГОСТ 183-74

ПВ= 100



где N и R - продолжительность работы и паузы, с.

Продолжительность работы для всех повторно-кратковременных

режимов принята равной 15, 25, 40 и 60 % продолжительности одного

цикла. Продолжительность цикла в режиме S3 установлена равной

10 мин. Повторно-кратковременный режим работы (S3) - это режим,

при котором периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами

пауз, причем время работы машины всегда меньше времени, необхо-

димого для нагрева ее частей до установившейся температуры, а время

пауз меньше необходимого для остывания машины до практически хо-

лодного состояния.

В соответствии с ГОСТ 183-74 выводы обмоток обозначаются так:

начало главной обмотки (красный провод) - С1(U1), конец (красный с

черным) - С2 (U2); начало вспомогательной обмотки (синий) - В1(Z1),

конец (синий с черным) - В2 (Z2) (рис.18). В скобках приведены обо-

значения в соответствии с новым ГОСТ 26772-85.

Измерения напряжения,

мощности и тока могут осуще-

ствляться при помощи комплек-

та измерительных приборов

(КИП). В этом случае однофаз-

ное напряжение сети подается

на клеммы КИП А,0 «Генера-

тор» (рис.19), обмотка двигателя

подключается к клеммам А,0

«Нагрузка». Измерения произ-

водятся при положении «А» пе-

реключателя КИП.

Рис.18. Схема электрическая принци-

пиальная двигателя КД 180 - 4/56 РК

Допускается следующая по-

грешность средств измерения:

момента вращения



3%, часто-

ты вращения



1% (до 500

об/мин) и



0,2% (свыше 500

об/мин), массы двигателя 1%.

Питание стенда осуществля-

ется от трехфазного трансфор-

матора, при помощи которого

можно получить двухфазное на-

пряжение в том случае, если

один лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) TV1 подключить к ли-

нейным зажимам трансформатора (например, A и B), а другой ЛАТР

TV2 - к зажимам фазы трансформатора (C и z) (рис. 20). В этом случае

напряжения на ЛАТРах TV1 и TV2 сдвинуты во времени на угол 90

град.

Мощность, потребляемая фазами А и В двигателя, измеряется ватт-

метрами PW1 и PW2. Строботахометр BR используется для измерения

частоты вращения. Электромагнитный тормоз YB создает момент на

валу двигателя М, который изменяется при помощи потенциометра R

Схемы однофазного питания приведены на рис. 21, 22.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ

Коэффициент трансформации двигателя

W/Wk



определяется

путем проведения двух опытов холостого хода при однофазном пита-

нии двигателя. Для проведения опыта используется схема (рис. 20).

Пуск двигателя производится при питании от двухфазной сети с на-

пряжениями





. После пуска фаза В отключается, на

фазу А подается напряжение, измеряется э.д.с.

E фазы В. Затем фаза В

подключается к сети, устанавливается напряжение

U,U 21



(учиты-

вая, что падение напряжения на собственном сопротивлении обмотки В

примерно составляет 20 %), фаза А отключается от сети, измеряется

э.д.с.

E фазы А.

Рис.19. Схема включения комплекта

измерительных приборов КИП

Коэффициент трансформации рассчитывается по формуле

AABB

EU/EUk  .

Коэффициент трансформации, полученный опытным путем, необходи-

мо сравнить с паспортным значением.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНОМ

РЕЖИМЕ РАБОТЫ

Используется схема (рис.20). Двигатель пускается в ход при двух-

фазном питании. Затем фаза В отключается. После пуска двигатель на-

гружается с помощью тормоза YB за счет изменения положения движка

потенциометра

R . Вначале определяется максимальный момент, раз-

виваемый двигателем в однофазном режиме. Затем измеряются иссле-

дуемые величины в диапазоне изменения момента от M=0 до М=

(4 точки). Во время эксперимента напряжение на фазе А поддерживает-

ся постоянным.

Коэффициент мощности, к.п.д. и мощность на валу рассчитываются

по формулам:

)/(φcos

IUP



;

P/P



;







MP ,

где М – момент на валу, Нм; 30π





- угловая скорость ротора

(рад/сек);

n - частота вращения ротора, об/мин.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ В СИММЕТРИЧНОМ

РЕЖИМЕ РАБОТЫ

Для проведения эксперимента используется схема (рис.20). Напря-

жение

U устанавливается при помощи ЛАТР TV1, напряжение

UkU





- при помощи ЛАТР TV2. Во время эксперимента напря-

жение на фазе А поддерживается постоянным. Условием получения

симметричного режима работы двигателя является kI/I



(в этом

случае мощности

P,P примерно равны). Симметричный режим уста-

навливается за счет регулирования напряжения

U .

Рабочие характеристики двухфазного двигателя ,P,P,P,n

tgP φ,φcos,φcos,η,

в зависимости от М снимаются в диапазоне от

М=0 до

. Всего снимается 4-5 точек. Необходимо, чтобы среди

измерений была точка, соответствующая скольжению s=0,l (или близ-

кому к нему), для которого в последующем будет получаться круговое

поле.

После снятия рабочих характеристик проводится опыт короткого

замыкания (при заторможенном роторе), в процессе которого снимают-

ся показания тормоза и всех приборов. Опыт короткого замыкания

необходимо проводить быстро во избежание перегрева обмоток

двигателя.

Для точки, в которой ktg



φ , рассчитывается емкость конденса-

тора

C (мкФ), необходимая для создания кругового вращающегося

поля, по формуле

)π2/(φcos10

AAAk

UkfIC  .

Рис. 20. Принципиальная схема асинхронного двигателя

при двухфазном

включении

4. ПОЛУЧЕНИЕ КРУГОВОГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ПОЛЯ

В КОНДЕНСАТОРНОМ ДВИГАТЕЛЕ ПРИ ПОМОЩИ

ПОДБОРА КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ

И ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Используется схема (рис.21). Напряжение



во время опыта

поддерживается постоянным. Емкость

C конденсатора определяется

из предыдущего опыта. Проверяется правильность расчета

C , для чего

с помощью тормоза устанавливается частота вращения, при кото-

рой в предыдущем опыте выполнялось условие ktg



φ . При этой

частоте вращения должно создаваться круговое вращающееся поле.

О его наличии судят либо по токам (

IkI





), либо по мощностям

(



), либо по напряжениям ( k/UU

 ,

222

1 kUUUU

BAC

 , где

U - напряжение непосредственно

на фазе В (после конденсатора);

U - напряжение на конденсаторе.

Рис. 21. Принципиальная схема конденсаторного асинхронного двигателя

при различных емкостях конденсатора

Если предыдущие равенства не выполняются, можно изменить ем-

кость конденсатора или частоту вращения. При условии, что погреш-

ность в равенствах не превышает 5-10%, записываются показания всех

приборов схемы и по ним строится векторная диаграмма конденсатор-

ного двигателя при круговом поле. Необходимые для построения век-

торной диаграммы величины определяются по формулам:

)/(φcos

IUP



; )/(φcos

IUP



;

IUR /φcos



;

IUR /φcos



;

IUX /φsin



;

BBCB

tgRXX φ

 ;

BCC

I/UX



, где

X - полное индуктивное сопротивление двигате-

ля, приведенное к числу витков фазы В (без конденсатора).

Снятие рабочих характеристик в диапазоне от М=0 до М

заканчи-

вается опытом короткого замыкания.

5. ПОЛУЧЕНИЕ КРУГОВОГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ПОЛЯ

В КОНДЕНСАТОРНОМ ДВИГАТЕЛЕ ПРИ ПОМОЩИ

ПОДБОРА СООТНОШЕНИЙ ФАЗНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

И ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Для эксперимента используется схема (рис. 21). Расчет напряжения

U и емкости конденсатора

C (мкФ) выполняется на основании дан-

ных испытания двигателя в симметричном режиме работы и при

s=0,l по формулам:

;k/tg



;tg/UkU





).π2/(φsin10

UkfIC 

С целью получения кругового вращающегося поля при задан-

ном скольжении подается номинальное напряжение на фазу А, на фа-

зу В (вместе с конденсатором

C ) - расчетное напряжение



U . Необ-

ходимое скольжение устанавливается тормозом. Критериями создания

кругового поля являются соответствующие соотношения токов, либо

активных мощностей фаз (см. предыдущий опыт). После получения

кругового вращающегося поля при заданной частоте вращения запи-

сываются показания всех приборов схемы, а также напряжения



U и

U . По этим данным строится векторная диаграмма конденсаторного

двигателя. Необходимые для построения величины рассчитываются по

формулам. Рабочие характеристики КАД при данных

U/U



снимаются так же, как и в предыдущем опыте.

6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

КОНДЕНСАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПУТЕМ

ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ

Используется схема (рис. 22). Требуемое напряжение подается при

помощи ЛАТР TV1. Вначале проводится опыт короткого замыкания,

записывается значение момента. Затем проводится опыт нагрузки и

снимается зависимость )M(fn



в диапазоне от М=0 до М=М

(3-4

точки). Затем опыты повторяются при другом значении напряжения.

7. ОПЫТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Опыт короткого замыкания проводится быстро во избежание перегре-

ва обмотки двигателя. В отверстие диска электромагнитного тормоза

вставляется шпилька. Во избежание ожога нельзя касаться рукой горяче-

го диска. На главную обмотку подают номинальное напряжение 220 В

(в отличие от двигателей средней мощности) и быстро снимают показа-

ния приборов.

Рис. 22. Принципиальная схема конденсаторного асинхронного двигателя

при различных напряжениях питания

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТОК

МЕТОДОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Поскольку нагревание и охлаждение микромашин происходит зна-

чительно быстрее, чем машин средней мощности, после отключения

машины от сети сопротивление обмотки в горячем состоянии измеря-

ется омметром в течение 3-5 с.

Согласно ГОСТ 25000-81 превышение температуры медной обмотки

над температурой охлаждающей среды определяется по формуле

Δυ

=(235+

)(R

-R

)/ R

ос

где

- температуры обмотки в горячем и холодном состояниях со-

ответственно;

- сопротивления обмотки в горячем и холодном состояниях

соответственно;

ос

- температура охлаждающей среды.

Рекомендуется определить превышение температуры как главной,

так и вспомогательной обмоток.

Для машин общего назначения температура охлаждающей газооб-

разной среды принимается равной 40



С, а давление регламентируется

местом эксплуатации машины на высоте не более 1000 м над уровнем

моря. Предельно допустимое превышение температуры

Δυ

частей ма-

шины с изоляцией класса В не должно превышать 80



С.

При температуре охлаждающей среды ниже 40



С предельно допус-

тимое превышение температуры

Δυ

может быть повышено на величи-

ну, равную разности между 40



С и фактической температурой охлаж-

дающей среды, но не более чем на 10



С. В нашем случае

Δυ

не долж-

но превышать 90



С.

9. СРАВНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

И НОМИНАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Проверка соответствия выходных показателей КАД требованиям

технических условий (ТУ) является одним из главных этапов определе-

ния его качества. ГОСТ 16264-78 устанавливает нижнюю границу зна-

чений кратностей (по отношению к номинальному моменту М

) на-

чального пускового вращающего момента М

, минимального M

мин

максимального М

вращающих моментов при номинальных значениях

напряжения питания: М

/М

=0,55, M

мин

/М

=0,50, М

/М

=1,60.

Средний уровень звука должен быть не выше 63 дБА. Значения других

технических показателей КАД не имеют ограничений в стандартах, их

устанавливают технические условия.

Технические характеристики КАД могут иметь следующие предель-

но допустимые отклонения от номинальных данных: напряжение пита-

ния ±10%, частота питания ±2,5%, суммарное отклонение частоты и

напряжения не должно превышать ±10% номинального значения на-

пряжения, частота вращения при номинальном моменте и установив-

шейся рабочей температуре обмоток ±20%, к.п.д. -0,15(1-



), коэффи-

циент мощности -(1-cos



)/6, но не менее 0,02 и не более 0,07; крат-

ность максимального вращающего момента М

/М

10%; кратность

минимального вращающего момента M

мин

/ М

-20%; начальный пус-

ковой ток 20%; уровень звука 3 дБА; момент инерции ±10%; масса

двигателя 2%, но не более 10 г; емкость рабочего конденсатора ±3%;

емкость пускового конденсатора ±5%.

Необходимо сравнить опытные и паспортные данные КАД с учетом

предельно допустимых отклонений, сделать заключение о его пригод-

ности к эксплуатации.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Укажите особенности конструкции, достоинства, недостатки и

область применения КАД.

2. Назовите условия создания кругового вращающегося поля в ма-

шине с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на произвольный

угол.

3. При каком угле пространственного сдвига

обмоток в двухфаз-

ной машине создается максимальное круговое поле?

4. Какими способами можно получить круговое вращающееся поле

в конденсаторном двигателе с двумя обмотками?

5. Можно ли, изменяя только емкость конденсатора, получить круго-

вое поле в конденсаторном двигателе при различных угловых скоростях?