Электрические машины 22. Лабораторная работа 2 исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ Цель работы: Ознакомиться с конструкцией, схемами включения, способами пуска в ход трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, рабочими характеристиками двигателя и их получением методом непосредственной нагрузки. Пояснения и указания к работе: Принцип работы асинхронного двигателя описан в учебниках [1-3]. В двигателе с короткозамкнутым ротором обмотка ротора чаще всего представляет собой литую или сварную «беличью клетку». Короткозамкнутая обмотка ротора не позволяет применить способ пуска, используемый в двигателях с фазным ротором (введение дополнительного сопротивления в цепь обмотки ротора). 15 При прямом пуске статорная обмотка включается в сеть номинального напряжения и пусковой ток может превысить номинальный ток в 5-7,5 раза. В ряде случаев такая перегрузка для питающей сети недопустима. В данной работе предусматривается пуск двигателя включением реакторов Р последовательно в цепь каждой фазы и переключением « звезда - треугольник ». Если в номинальном режиме фазные обмотки статора двигателя соединены в треугольник, то уменьшить пусковой ток можно, соединив их на время пуска в звезду. Линейный ток двигателя при таком пуске уменьшается в три раза. При достижении установившегося значения частоты вращения ротора обмотки статора переключаются в треугольник. Тормозной момент на валу двигателя (нагрузка) регулируется с помощью электромагнитного тормоза. При изменении нагрузки изменяются все параметры режима работы двигателя: потребляемая мощность, ток статора, частота вращения ротора, коэффициент мощности, КПД. Величина нагрузочного момента отсчитывается с помощью стрелки, соединенной с качающимся статором тормоза. Лабораторный стенд для исследования двигателя устроен следующим образом. На общей раме установлен двигатель и электромагнитный тормоз. Валы двигателя и тормоза соединены с помощью муфты. На пульте управления расположены: коммутационное поле для сборки схемы, электроизмерительные приборы, аппаратура управления двигателем и электромагнитным тормозом. Схема исследования двигателя приведена на рис. 1. ЮРГПУ (НПИ) ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ №2 Рис. 1 Схема исследования двигателя Обработка результатов исследований: При обработке результатов следует пользоваться следующими формулами: 1. Мощность на валу двигателя, Вт, 𝑃 2 = ∙ M , где М– нагрузочный момент, Н м, измеренный по шкале электромагнитного тормоза. 2. КПД двигателя = 𝑃 2 𝑃 1 ∙ 100% , где 𝑃 1 - мощность, потребляемая двигателем из сети, Вт. 3. Коэффициент мощности cos 𝜑 = 𝑃 1 √3∙𝑈 1 ∙𝐼 1 где U1 - линейное напряжение на обмотках статора; I1 - линейный ток обмоток статора. где U1 - линейное напряжение на обмотках статора; I1 - линейный ток обмоток статора. Снятие рабочих характеристик: Под рабочими характеристиками асинхронного двигателя понимают зависимости P1, I1, , cos , n, M=f(P2) при U1=const, f1=const. Порядок снятия рабочих характеристик следующий. Запустить двигатель. Включить питание ЛАТРа и, плавно увеличивая ток возбуждения тормоза, установить наибольшую нагрузку двигателя в опыте, соответствующую току статора ( I, 1 - 1.2 ) Iн, где величина Iн берётся для принятой схемы соединения обмотки статора. Затем, разгружая двигатель уменьшением тока возбуждения тормоза в интервале от наибольшей нагрузки до холостого хода включительно, произвести измерение всех необходимых величин при 6 значениях момента нагрузки через примерно равные его интервалы и записать их в табл.2.1 Таблица 2.1 Вывод: Ознакомились с конструкциями, схемами включения, способами пуска в ход трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, рассчитали рабочие характеристики двигателя, методом непосредственной нагрузки. № Опытные данные Расчетные данные Тип соединения обмотки U1, B I1, A P1, Вт M, Н.м n, мин Р2, Вт h, % сos 1 220 2 60 0 1498 0 0 0,078 звезда 2 220 6 1950 11 1409 1622,5 83,2 0,85 3 220 8 2700 14 1360 1988 73,6 0,88 4 220 6 410 0 1499 0 0 0,17 треугольник 5 220 6,4 1900 10 1478 1547 81,5 0,77 6 220 7,8 3600 20 1450 3000 83,3 Работу выполнил студент Работу принял преподаватель Дата Лабораторная работа № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Цель работы: Ознакомиться со способами пуска, режимами работы и рабочими характеристиками трёхфазного асинхронного двигателя при питании от однофазной сети. Пояснения и указания к работе: Магнитное поле однофазной обмотки статора при синусоидальном токе является пульсирующим. Это поле может быть представлено в виде двух одинаковых полей, вращающихся в противоположные стороны. Если ротор неподвижен, то оба момента, создаваемые прямым и обратном полями, равны и направлены встречно. Если же ротор привести во вращение с помощью постороннего привода, то суммарное обратное поле от токов статора и ротора уменьшится по сравнению с суммарным прямым полем. Это способствует преобладанию момента, действующего согласно с направлением вращения ротора, и двигатель начинает вращаться самостоятельно [1-3]. 22 Заметим, что полезная мощность трёхфазного двигателя при работе в однофазном режиме снижается до 60-70%. Для осуществления самостоятельного пуска двигателя можно использовать схему, приведённую на рис. 3.1. Две фазные обмотки статора соединяются последовательно и включаются в однофазную сеть. Они образуют рабочую или основную обмотку двигателя. Третья фазная обмотка выполняет роль пусковой обмотки. При этом МДС пусковой и рабочей обмоток оказываются смещенными в пространстве на 90 электрических градусов. В цепь пусковой обмотки включается активное ( для двигателей малой мощности ), ёмкостное или индуктивное сопротивление. Включение в цепь пусковой обмотки указанных сопротивлений необходимо для создания фазового сдвига между токами пусковой и рабочей обмоток. Фазовый сдвиг является одним из условий образования вращающегося магнитного поля. Наилучшие результаты получаются при использовании ёмкостного сопротивления. Величина пусковой ёмкости 𝐶 п , равная для схемы на рис. 3.1 сумме С и 𝐶 𝑝 , выбирается из условия создания кругового вращающегося магнитного поля при неподвижном роторе и рассчитывается по формуле [мкФ] 𝐶 п = 10 6 4𝜋𝑓 1 𝑥 𝑘 где 𝑓 1 – частота напряжения питающей сети, Гц; 𝑥 𝑘 – индуктивное сопротивление двигателя, определяемое из опыта трёхфазного короткого замыкания, Ом. ЮРГПУ (НПИ) ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ №3 Если двигатель запускается без нагрузки на валу, то для трогания с места можно использовать меньшую по величине ёмкость, чем получаемая по формуле. После разгона двигателя ёмкость в цепи пусковой обмотки следует уменьшить с целью приближения вращающегося поля двигателя к круговому при рабочей частоте вращения ротора. Величина рабочей ёмкости 𝐶 𝑝 в этих условиях составляет (15 20)% от пусковой ёмкости 𝐶 п Момент нагрузки на валу двигателя при испытаниях регулируется и измеряется, как описано в лабораторной работе № 2 Рис 3.1 Схема пуска трехфазного двигателя от однофазной сети Снятие рабочих характеристик: Рабочие характеристики двигателя представляют собой зависимости [1-3] : P1, I, cos , , M= f(P2), при U1=const, f1=const. Снятие рабочих характеристик в конденсаторном и однофазном режимах проводится в следующем порядке. Первый отсчёт показаний приборов производится при выключенном выключателе S2 в цепи питания электромагнитного тормоза (ЭМТ). Затем замыкается выключатель S2 и за счёт регулирования тока по амперметру А3 увеличивают тормозной момент, создаваемый ЭМТ на валу двигателя. Для построения рабочих характеристик необходимо произвести минимум 5-6 отсчётов показаний приборов. В процессе проведения опытов измеряются: - напряжение сети U по вольтметру V; - активная мощность Р1 по ваттметру W; - ток обмотки статора “I” по амперметру А; - тормозной момент на валу двигателя “М” по шкале ЭМТ; - частота вращения ротора n с помощью тахометра. Показания приборов заносятся в табл. 3.1. Таблица 3.1 № Опытные данные Расчетные данные U1, B P1 Вт I А М Н.м n, мин P2 Вт h, % сos 1 220 170 2 0 1497 0 0 0,22 2 220 625 3 3 1479 448,137 71,70192 0,54 3 220 790 4 4 1469 593,476 75,12354 0,51 4 220 1250 6 6 1442 873,852 69,90816 0,54 Вывод: Ознакомились со способами пуска, режимами работы и рабочими характеристиками трёхфазного асинхронного двигателя при питании от однофазной сети. Работу выполнил студент Работу принял преподаватель Дата |