Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 5fan_ru_Исследование трехфазного асинхронного двигателя с коротк. Лабораторная работа 4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 1 Цель работы

• Название: Лабораторная работа 4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 1 Цель работы
• Анкор: Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
• Дата: 23.04.2021
• Размер: 1.59 Mb.
• Имя файла: 5fan_ru_Исследование трехфазного асинхронного двигателя с коротк.doc
• Тип: Лабораторная работа; #198041
• страница: 3 из 3

ВНИМАНИЕ!

Ток статора не должен превысить 1,5∙I_н исследуемого двигателя.

Ротор исследуемого двигателя не вращается.

Продолжительность каждого отсчёта не должна превышать 10с.

Опыт требует хорошей организации и слаженной работы бригады студентов. На каждого наблюдателя возлагается наблюдение за одним - двумя приборами в момент отсчёта (времени включения).
4.4.3 Исследование рабочих характеристик

Опыт проводить по схеме (рисунок 4.2) в следующей последовательности:

Включить автоматический выключатель «СЕТЬ».

Включить выключатель SA1.

Для включения обмотки статора по схеме «треугольник», установить переключатель SА3 в положение «Включено».

Установить режим работы Инвертора:

- «независимое управление» – положение «Включено»;

- «U/f=const» – положение «Выключено»;

- установить выключатель SA30 «PV1/PW1» в положение «PV1»;

- установить выключатель SA31 «PV2/PW2» в положение «PW2»;

- установить выключатель SA32 «PV3/» в положение «PV3»;

- с помощью регулятора RP4 «Задание частоты» установить значение частоты f=50Гц (контролировать по прибору HZ1);

- с помощью регулятора RP5 «Задание напряжения» инвертора установить значение напряжения U₁=0В (контролировать по вольтметру PV4).

Подключить исследуемый двигатель к выходу Инвертора, нажав кнопку SВ1.

При помощи регулятора RP5 «Задание напряжения» плавно увеличить напряжение на статоре асинхронного двигателя до номинального значения U₁=220В (контролировать по вольтметру PV4).

Прогреть асинхронный двигатель в течение 5 минут.

Чтобы создать механическую нагрузку на валу исследуемого двигателя, нужно подключить к сети вспомогательную машину М3, которая работает в генераторном режиме.

Для этого необходимо:

- установить выключатель SA25 ШИП2 в положение «Включено»;

- с помощью регулятора RP3 «Задание тока» ШИП2 установить номинальное значение тока возбуждения вспомогательной машины М3 (контролировать по амперметру PА6).

Установить режим работы ШИП1: SA20 «Отключить замкнутую СУ», SA21 «Задание тока», SA22 «Генераторный режим».

При помощи регулятора RP5 «Задание напряжения» плавно увеличить напряжение на статоре асинхронного двигателя до номинального значения U₁=220В и поддерживать его постоянным в течение всего опыта (контролировать по вольтметру PV4).

Включить ШИП1 – тумблер SA23 в положение «Вкл».

Увеличивая ток в цепи якоря вспомогательной машины М3 с помощью регулятора RP1 «Задание» ШИП1, снять показания приборов в 5 точках и занести их в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 - Рабочие характеристики

№

Измерено

Вычислено

IДпт А

I1 А

U1 В

P1 Вт

ω рад/с

n об/мин

I1Ф А

U1Ф В

s

cos

Mэм Нм

ΔM Нм

M2 Нм

P2 Вт



1

2

3

4

5

Завершив эксперимент, необходимо:

- с помощью регулятора RP1 «Задание» ШИП1 уменьшить напряжение до нуля (контролировать по прибору PV3);

- выключить ШИП1 – тумблер SA23 в положение «Выкл»;

- уменьшить напряжение на выходе инвертора до нуля (контролировать по прибору PV4);

- отключить исследуемый двигатель, нажав кнопку SB2;

- с помощью регулятора RP3 «Задание тока» ШИП2 установить значение тока возбуждения вспомогательной машины М3 равное нулю (контролировать по амперметру PА6).

- установить выключатель SA25 ШИП2 в положение «Выключено»;

Выключить выключатель SA1.

Выключить автоматический выключатель «СЕТЬ».

По опытным данным построить в одной системе координат рабочие характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: I₁ , P₁ , n , s, cos, М, =f(P₂).

Величины s, М, Р₂ и  определяют по формулам:

Частота вращения ротора , об/мин; (4.28)

Скольжение ,%; (4.29)

Коэффициент мощности (4.30)

Электромагнитный момент двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

, Н·м; (4.31)

где коэффициент ДПТ ; (4.32)

Полезный момент на валу двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

, Н·м; (4.33)

где - момент сопротивления, возникающий в двигателе постоянного тока от магнитных, механических и добавочных потерь.

, Н·м; (4.34)

где , Вт; (4.35)

Для определения этих потерь иногда пользуются экспериментальным методом.

Включают двигатель постоянного тока независимого возбуждения на холостом ходу в двигательный режим. При этом измеряют ток якоря I_a0 в режиме холостого хода и подведенное напряжение U₀ и определяют мощность холостого хода Р₀ в цепи якоря, которая представляет собой сумму магнитных и механических потерь:

, Вт; (4.36)

Пользуясь этим методом, нужно помнить, что для получения правильных результатов необходимо подвести к двигателю такое напряжение , чтобы ЭДС якоря в режиме холостого хода Е₀была равна ЭДС якоря в режиме номинальной нагрузки двигателя Е_ном.

Известно, что ЭДС якоря в двигательном режиме машины постоянного тока меньше подведенного напряжения на величину падений напряжений в обмотках, включенных последовательно в цепь якоря (обмотка якоря, обмотка добавочных полюсов и т. д.), и падения напряжения в щетках . Учитывая это, можно записать следующие выражения ЭДС якоря.

Для режима холостого хода:

,В. (4.37)

Для режима номинальной нагрузки

,В. (4.38)

Принимая во внимание условие равенства ЭДС якоря , получим то значение напряжения холостого хода U₀, которое необходимо подвести к двигателю в опыте холостого хода:

(4.39)

где — сумма сопротивлений обмоток в цепи якоря (Ом), приведенных к рабочей температуре Т₂°С;

, Ом (4.40)

где — активное сопротивление при температуре Т₁;

Т₂– рабочая температура двигателя;

α = 0,004 – температурный коэффициент меди.

— падение напряжения на щетках, обычно принимают =2В;

и — токи в цепи якоря в режиме холостого хода и в режиме номинальной нагрузки.

Согласно ГОСТ, для двигателей постоянного тока без компенсационной обмотки значение добавочных потерь Р_Д принимают равным 1% от подводимой мощности:

, Вт. (4.41)

Мощность двигателя постоянного тока (электрическая мощность или подводимая мощность):

, Вт. (4.42)

Полезная мощность асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

, Вт. (4.43)

КПД асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

, [%]. (4.44)

4.5 Контрольные вопросы
4.5.1 Устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

4.5.2 Принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

4.5.3 Что такое скольжение и каким оно обычно бывает у асинхронного двигателя общего применения?

4.5.4 С какой целью у асинхронного двигателя обычно делают шесть выводов обмотки статора?

4.5.5 Как определить начало и конец обмотки статора?

4.5.6 Что такое реверс и как его осуществить в трехфазном асинхронном двигателе?

4.5.7 Какие характеристики асинхронного двигателя называются рабочими?

4.5.8 Почему относительная величина тока холостого хода у асинхронного двигателя больше, чем у трансформатора такой же мощности?

4.5.9 Как изменится электромагнитный момент асинхронного двигателя, если питающее напряжение уменьшить в 3 раза?

4.5.10 Что такое перегрузочная способность асинхронного двигателя, и как ее определить по круговой диаграмме?

4.5.11 Почему без нагрузки асинхронный двигатель работает с малыми значениями КПД и коэффициента мощности?

4.5.12 Какие виды потерь имеют место в асинхронном двигателе?

4.5.13 Почему магнитные потери в сердечнике ротора не учитывают?

4.5.14 На какие виды потерь влияют величина воздушного зазора и толщина пластин сердечника статора?

4.5.15 Почему график I₁=f(P₂) не выходит из начала координат?

4.5.16 При каких условиях высшие гармоники поля создают в асинхронном двигателе двигательный, генераторный и тормозной режимы?

4.5.17 Какими причинами вызван «провал» в механической характеристике?

4.5.18 При каких условиях может происходить «прилипание» ротора к статору?
Список литературы

1. Жерве Г. К. Промышленные испытания электрических машин.

Изд.4-е. -Л.: Энергоатомиздат, 1984, - 408 с. 621.313/ж 52.

2. Кацман М. М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам и электроприводу. - М.:В.ш.,1983. - 216 с.

УДК 621.313/к 30.

3. Кацман М. М. Электрические машины: Учебник для студентов средних профессиональных учебных заведений. 3-е издание, исправленное - М.:Высщая школа,2000. - 463с.:ил.

УДК 621.313 ББК31.26 К30.

4. Вольдек А. И. Электрические машины. - Л.: Энергия ,1978. - 832с.

5. Костенко М. П. Пиотровский Л. М. Электрические машины. ч.2. - Л.: Энергия ,1973. - 648 с.

6. Николаев С. А. и др., Практикум по электрическим машинам и аппаратам. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам, М.: Энергия, 1975. – 126 c.

7.ГОСТ7217-79 (СТ. СЭВ168-75). Электродвигатели трёхфазные асинхронные. Методы испытаний. - М.: Госстандарт.

8. ГОСТ183-74 (СТ. СЭВ1346-78). Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия. - М.: Госстандарт.

9. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. – 2-е издание, переработанное – М.: Высшая школа; «Логос»; 2000.-607с. УДК 621.313 ББК31.26 К65.