Главная страница
Навигация по странице:

  • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №_

  • Работу выполнил

  • Цель работы

    		•

    Электрические машины и основы электропривода_Лабораторная2. Лабораторная работа 2 по дисциплине (учебному курсу) Электрические машины и основы электропривода


    Скачать 446.18 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 2 по дисциплине (учебному курсу) Электрические машины и основы электропривода
    Дата22.10.2022
    Размер446.18 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЭлектрические машины и основы электропривода_Лабораторная2.docx
    ТипЛабораторная работа
    #747849




    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
    федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования
    «Тольяттинский государственный университет»
    Институт химии и энергетики

    (наименование института полностью)
    Кафедра Электроснабжение и электротехника___________

    (наименование кафедры)


    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №_2_
    по дисциплине (учебному курсу) «Электрические машины и основы электропривода»

    (наименование дисциплины (учебного курса)

    Студент


    (И.О. Фамилия)



    Группа






    Преподаватель

    (И.О. Фамилия)



    Тольятти 2022




    ОТЧЁТ О РАБОТЕ


    Работу выполнил:

    фамилия
    Леонтьев

    имя
    Александр

    отчество
    Анатольевич

    группа
    ЭЭТбд-1901в

    Цель работы:

    Изучить конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором, приобрести практические навыки пуска двигателя с применением пускового реостата и провести опыты холостого хода и непосредственной нагрузки двигателя.

    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ


    Асинхронный двигатель —

    электрический двигатель переменного тока, частота вращения ротора которого не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. Это двигатель переменного тока, который вращается за счет взаимодействия переменного магнитного поля статора и ротора.

    Отличие асинхронного двигателя с фазным ротором от короткозамкнутого заключается в:

    наличии на роторе полноценной трехфазной обмотки. Подобно тому, как на статоре уложена трехфазная обмотка, так же и в пазах фазного ротора уложена трехфазная обмотка. Выводы обмотки фазного ротора присоединены к контактным кольцам, насаженным на вал, и изолированным друг от друга и от вала.

    Пусковые свойства асинхронных двигателей характеризуются показателями:

    а) величиной пускового тока Iп или его кратностью Iп/ I1н;

    б) величиной пускового момента Мп или его кратностью Мп/Мн;

    в) продолжительностью и плавностью пуска двигателя в ход;

    г) сложностью пусковой операции;

    д) экономичностью пусковой операции (стоимость и надежность пусковой аппаратуры).

    Активное добавочное сопротивление в цепь обмотки ротора включают для

     ограничения пускового тока и увеличения пускового момента.

    Достоинством асинхронных двигателей с фазным ротором является

    - большой начальный вращающий момент

    - возможность кратковременных механических перегрузок

    - приблизительно постоянная скорость при различных перегрузках

    - меньший пусковой ток по сравнению с электродвигателями с короткозамкнутым ротором

    - возможность применения автоматических пусковых устройств

    Недостатками асинхронных двигателей с фазным ротором являются

    - чувствительность к перепадам напряжения

    - Большие габаритные размеры

    - Высокая стоимость

    - Более сложная конструкция за счет цепи ротора с добавочным сопротивлением

    - Меньшие показатели коэффициента мощности и КПД (относительно АД с короткозамкнутым ротором)

    При пуске асинхронного двигателя с фазным ротором необходимо выполнить следующие операции:



    Установить переключатель Rп в положение 1.



    Переключатель SA – в положение «Холостой ход».



    Рукоятку RF повернуть влево до отказа.



    Нажать кнопку «Пуск».



    Перевести с минимальными паузами переключатель Rп сначала в положение 2, затем в положение 3.

    Частота тока в обмотке ротора в момент пуска равна

    была равна 0

    Потери холостого хода называют постоянными потому, что

    потери холостого хода связаны с потерями на перемагничивание сердечника. А так как индукция в сердечнике не зависит от нагрузки, то и потери не зависят от неё. То есть они остаются постоянными.

    Чтобы нагрузить двигатель, работающий в режиме холостого хода нужно выполнить

    необходимо переключить тумблер SA в режим нагрузки

    Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называют

    Ток статора I1,расходуемая мощность P1, развиваемый момент на валу М частота вращения ротора n, КПД АД, полезная мощность Р2, коэффициент мощности двигателя cosφ2,скольжение ротора S.

    при следующих условиях

    при естественных условиях работы двигателя : двигатель нерегулируемый, частота f1 и напряжение U1 сети остаются постоянными, а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

    Величину скольжения при нагрузке двигателя можно определить:



     о.е.





    Механическими потерями в двигателе называют

    потери в подшипниках, потери трения щёток возникают в асинхронном двигателе с обмотанным ротором. Эти потери составляют ноль на старте. По мере того, как возрастает скорость, данные потери увеличиваются. В трёхфазных двигателях скорость обычно остаётся постоянной. Отсюда следует, что и данные потери почти остаются постоянными.











    ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ


    1. Объект исследования: трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором МТ100-6. Номинальная мощность 1,1 кВт; номинальные фазное напряжения 220 В; номинальный фазный ток обмотки статора 3 А; число полюсов обмотки статора 2р=6; активное сопротивление фаз обмоток статора r1=40 Ом и ротора r2=2 Ом.

    2. Вольтметр, измеряет фазное напряжение обмотки статора. Класс точности 1,0; диапазон измерений 0-250 В.

    3. Амперметр, измеряет фазный ток обмотки статора. Класс точности 1,0; диапазоны измерений 0–5 А.

    4. Ваттметр, измеряет фазную мощность. Класс точности 1,0; диапазоны измерений 0-1250 Вт.

    5. Моментомер, измеряет полезный электромагнитный момент на валу двигателя. Класс точности 1,0; диапазоны измерений 0-10 Н*м.

    6. Измеритель частоты вращения ротора двигателя. Класс точности 1,5; диапазон измерений 0–1000 об/мин.

    7. Магнитоэлектрический амперметр, используется для определения частоты тока в фазах обмотки ротора.

    Класс точности 1,5; диапазон измерений ±30 мА.

    1. Генератор нагрузки.

    2. Тахогенератор.

    ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ




    Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования асинхронного двигателя с фазным ротором

    Результаты измерения и расчетные параметры заносят в табл. 1.

    Таблица 1

    Рабочие характеристики
    №

    опыта














    s






    η

    А
    Вт
    Н·м
    об/мин
    –
    с
    Гц
    о.е.
    Вт
    Вт
    о.е.
    %




    Экспериментальные данные
    Расчетные величины

    1
    1,5
    125
    0
    1000
    0
    30
    0
    0
    375
    0
    0,38
    0

    2
    2,0
    300
    5
    950
    51
    30
    1,7
    0,034
    900
    497,2
    0,68
    55,24

    3
    2,02
    350
    5,5
    940
    56
    30
    1,9
    0,037
    1050
    541,1
    0,79
    51,53

    4
    2,03
    375
    6
    930
    67
    30
    2,2
    0,045
    1125
    584
    0,84
    51,91

    5
    2,04
    400
    6,5
    920
    69
    30
    2,3
    0,046
    1200
    625,9
    0,89
    52,16

    6
    2,05
    450
    7
    910
    76
    30
    2,5
    0,051
    1350
    666,7
    0,99
    49,39

    РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ


    Пример расчета приводится для любой точки, кроме точки холостого хода.

    Частота тока обмотки ротора:

    =
    51/30
    =
    1,7
    , о.е.,

    где

    N - число полных колебаний; t - время колебания стрелки.

    Скольжение ротора двигателя:

    =
    51/(50*30)
    =
    0,034
    , о.е.,

    где

    N - число полных колебаний; t - время колебания стрелки.

    Частота вращения ротора:

    =
    ((60*50)/3)*(1-0.034)
    =
    950
    , об/мин,

    где

    s - скольжение ротора; f1 – частота тока.

    Полезная мощность двигателя:

    =
    (5*3.14*950)/30
    =
    497.2
    , Вт,

    где

    n - частота вращения ротора; М2 – магнитный момент

    Коэффициент мощности:

    =
    900/(3*2*220)
    =
    0.68
    , о.е.,

    где

    Uф – фазное напряжение; I1 – ток двигателя; P1 – сумарная мощность.

    Коэффициент полезного действия двигателя:

    =
    497.2/900
    =
    55.24
    , о.е.,

    где

    P2 – полезная мощность.

    Строим графики рабочих характеристик, используя данные табл.1.

    Рис. 2. Рабочие характеристики асинхронного двигателя



    АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
    Исходя из графика, можно наблюдать, что при увеличении P2, изменение величины P1 происходит по линейной зависимости. Но при P2=0, P1 не равен 0, так как двигатель работает на холостом ходу.



    По графику точно видно, что с увеличением полезной мощности P2 момент М на валу двигателя увеличивается линейно.



    При увеличении полезной мощности P2 ток двигателя I1 возрастает предположительно по квадратичной функции (график напоминает правую ветвь параболы).



    Чем больше полезная мощность Р2, тем меньше частота вращения вала двигателя. Частота убывает линейно. Это говорит о том, чем больше нагружается двигатель, тем ему сложнее вращать вал.



    С увеличением полезной мощности P2, коэффициент нагрузки cosφ1 растет линейно. Но в начальный момент времени, данный коэффициент не равен 0, так как двигатель работает на холостом ходу.



    При увеличении полезной мощности P2 ,на первой стадии графика, КПД увеличивается линейно. Но в определенный момент КПД двигателя должно достичь своего максимального значения, и график должен быть параллельным оси абсцисс.

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


    1. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник-4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2009. – 607 с., ил.

    2. Вольдек А. И. Электрические машины. Машины переменного тока : учебник для вузов / А. И. Вольдек, В. В. Попов. – СПб.: Питер, 2008. – 349 с.: ил.

    3. Игнатович В.М., Ройз Ш.С. Электрические машины и трансформаторы: учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2013.- 147 с.

    4. Электромеханические преобразователи энергии и трансформаторы. Лабораторный практикум. / А.И. Верхотуров, В.М. Игнатович, В.И. Попов, О.Л. Рапопорт, Т.В. Усачева; Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 152 с.

    написать администратору сайта