исследование. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТ. Отчет по лабораторной работе 1 исследование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
 Скачать 184.24 Kb.
|
 кафедра ЭМА Отчет по лабораторной работе 1 «ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ» Выполнил студент гр. Проверил преподаватель Томск 2015 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить устройство и принцип действия асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором; получить практические навыки в определении и маркировке выводов трехфазной обмотки статора, проведении опытов холостого хода и короткого замыкания; определить пусковые свойства и перегрузочную способность двигателя; построить рабочие характеристики. ПРОГРАММА РАБОТЫ: Ознакомиться с лабораторной установкой. Провести определение и маркировку выводов обмотки статора, измерить активные сопротивления фаз. Произвести пробный пуск двигателя и убедиться в возможности изменения направления вращения ротора. Провести опыты холостого хода и короткого замыкания. Построить круговую диаграмму для получения пусковых и рабочих характеристик. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ ХОЛОСТОГО ХОДА И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ  ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ФАЗ ОБМОТКИ СТАТОРА Измеряют омическое сопротивление фазы обмотки статора, которое при низких рабочих частотах с достаточной точностью можно принять равным активному сопротивлению. Измерение сопротивления фазы обмотки статора производят при неподвижном роторе, с помощью цифрового омметра, встроенного в стенд. Результаты измерений и расчетов заносят в табл. 1 Таблица 1 Значения измеренного и расчетного сопротивлений фазы обмотки статора .
При дальнейших расчетах и построении круговой диаграммы используют сопротивление фазы, приведенное к расчетной температуре  согласно уравнению где - активное сопротивление фазы обмотки при температуре окружающей среды  , которая определяется с помощью термометра, расположенного на стенде.ОПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА Подают напряжение на обмотку статора. Измеряют фазные значения тока холостого хода  , мощности потерь холостого хода  и напряжения  Результаты измерений и расчетов записывают в табл. 2 Таблица 2 Результаты опыта холостого хода
Коэффициент мощности при холостом ходе определяют по формуле  ОПЫТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя проводят при заторможенном роторе (n=0) и питании обмотки статора напряжением  . Затормаживание ротора проводится с помощью тормозного электромагнита Y, включение которого осуществляется с помощью кнопки «КЗ». На время опыта кнопка «КЗ» должна удерживаться в нажатом состоянии. Перед проведением опыта короткого замыкания осуществляется переключение пределов измерительных приборов.Таблица 3 Результаты опыта короткого замыкания
Коэффициент мощности при коротком замыкании определяется по формуле  Активное сопротивление короткого замыкания, Ом   ПОСТРОЕНИЕ КРУГОВОЙ ДИАГРАММЫ Параметры двигателя при холостом ходе и температуре ,  :    Параметры холостого хода при рабочей температуре ( +75)    = о.е.Фазные электрические величины холостого хода двигателя при рабочей температуре:   Параметры короткого замыкания при температуре и испытательном напряжении     Параметры и фазные электрические величины короткого замыкания двигателя при испытательном напряжении и рабочей температуре:   =   Проводят оси (+1, +j) и направляют вектор напряжения из начала координат по оси вещественных величин. Выбирают масштаб тока  (А/мм). Для уменьшения погрешностей при определении величин из круговой диаграммы рекомендуется выбирать масштаб тока  А/ммОпределяют масштаб мощности:  где  =3 - число фаз обмотки статора. Проводят линию параллельную оси + j на расстоянии  и радиусом  делают засечку на ней, определив точку Н, соответствующую режиму холостого хода ( ). На расстоянии  проводят линию параллельную оси + j, на которой засекают из точки 0 радиусом  точку С, соответствующую режиму короткого замыкания (s=1). Соединив точки Н и С прямой, восстанавливают к середине отрезка НС перпендикуляр  до пересечения с линией HА, проведенной через точку Н под углом  к оси + j. Угол  определяется из выражения:  Из точки  , являющейся центром окружности токов, радиусом  проводят окружность токов. Отрезок HА является диаметром  окружности токов. Для определения точки В, соответствующей скольжению  , из точки H проводят линию HB под углом  по отношению к диаметру окружности токов. Угол определяют из выражения: Где   Линия HB проходит через точки на окружности токов, в которых электромагнитные мощности и моменты равны нулю. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПО КРУГОВОЙ ДИАГРАММЕ Для определения на круговой диаграмме точки, соответствующей номинальному режиму работы двигателя из точки О в масштабе тока откладывают отрезок  ( номинальный фазный ток обмотки статора, его значение задает преподаватель). Соединив точку  на окружности токов с точкой H, получают треугольник токов ОDН, в котором  ,  ,  . Опустив перпендикуляр из точки D на ось + j (отрезок DЕ), получают треугольник ОDЕ, в котором - активная составляющая тока   реактивная составляющая тока . Для построения рабочих характеристик определяют данные для шести точек на окружности токов: 1 – соответствует точке холостого хода (точка Н); 2,3,4– равномерно расположенные по дуге НD; 5 – соответствует номинальному режиму (точка D); 6 – соответствует работе двигателя с небольшой перегрузкой. Результаты расчетов по приведенным ниже рекомендациям записывают в табл. 3.1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ И ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТЕЙ Потребляемая активная мощность  Эта мощность, определяемая из круговой диаграммы  , где DE- перпендикуляр на ось + j. Ось + j называют линией потребляемой мощности (  ). Полезную мощность  на круговой диаграмме отсчитывают отрезком сD на перпендикуляре Dа, проведенным к диаметру HA из точки D. Точка с лежит на прямой, соединяющей точки на окружности токов, в которых полезная мощность равна нулю. Одной из них является точка холостого хода Н, так как в режиме холостого хода полезная мощность с вала не снимается, другой – точка короткого замыкания С, в которой также полезная мощность отсутствует, так как ротор заторможен. Таким образом, линия НС является линией полезной мощности  . Для точки D полезная мощность определяется выражением , где cD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D на окружности токов и линией полезной мощности; точка c представляет собой точку пересечения перпендикуляра Da с линией полезной мощности НС. Линия НВ на круговой диаграмме, соединяющая точки Н (s=0) и В (s=±∞) является линией электромагнитной мощности ( =0). Для режима работы двигателя в точке D на окружности токов электромагнитная мощность равна  , где bD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D окружности токов и линией электромагнитной мощности.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА Скольжение s на круговой диаграмме определяют по шкале скольжений, для построения которой из точки Н проводят касательную НG к окружности токов. Из произвольной точки Q на прямой НG проводят линию параллельную линии электромагнитной мощности до пересечения с продолжением линии полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет шкалу скольжений в режиме двигателя (0 Для работы двигателя в точке D скольжение определяют продолжением вектора тока(  ), т.е. отрезка НD, до пересечения со шкалой скольжения в точке S. Скольжение определяют как s=QS/QR. Этому скольжению соответствует частота вращения ротора  где  ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ Электромагнитный момент определяют по выражению  где  - угловая частота вращения магнитного поля, 1/с. Подставив в выражение для момента М угловую частоту  , получают   где   - частота питающей сети, Гц; p - число пар полюсов двигателя. Линия электромагнитной мощности НВ одновременно является линией электромагнитного момента (  ) Величину полезного момента на валу двигателя определяют через полезную мощность  ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КПД представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой мощности  , т.е. Определяя и из круговой диаграммы, получим, что  ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ Чтобы определить коэффициент мощности двигателя для любого тока статора  строят шкалу коэффициента мощности. Для этого на оси ординат выбирается отрезок 0h, который принимается за 1. Этот отрезок и представляет собой шкалу коэффициента мощности. Единичным радиусом 0h с центром в точке 0 проводят четверть окружности. Величина коэффициента мощности определяется как отношение величины проекции единичного радиуса в направлении вектора тока на шкалу коэффициента мощности к единичному радиусу. Например, для режима в точке D, для 5 точки для 4 точки для 3 точки для 2 точки для 1 точкиПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК Рабочие характеристики строят по табл. 3.1.4. Таблица 3.1.4 Рабочие характеристики
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПУСКОВЫХ СВОЙСТВ И ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ Под пусковыми характеристиками понимают зависимости фазного тока обмотки статора и электромагнитного момента от скольжения, а именно:  . Пусковые характеристики строят, как правило, в относительных единицах. За базовую величину тока при этом принимается номинальный фазный ток обмотки статора (отрезок OD на круговой диаграмме). При номинальном токе двигатель развивает номинальный электромагнитный момент  (отрезок bD), который в системе относительных единиц принимается за базовый. При определении пусковых характеристик используются процедуры, изложенные в 3.1.8.2 и 3.1.8.3. Для этого на дуге HC круговой диаграммы, соответствующей двигательному режиму отмечают несколько (например, 10-12) равномерно расположенных точек и для каждой из них определяют потребляемый ток и развиваемый электромагнитный момент. Результаты определения величин из диаграммы и расчеты вносят в табл. 3.1.5, на основании которой строят пусковые характеристики. Таблица 3.1.5 Пусковые характеристики
Для определения максимального момента, развиваемого двигателем, из точки проводят линию, перпендикулярную линии электромагнитной мощности и продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F опускают перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL будет пропорционален максимальному моменту  Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью двигателя, или кратностью максимального момента  Отношение пускового тока к номинальному называется кратностью пускового тока  ВЫВОД: В данной лабораторной работе изучили устройство и принцип действия асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором; получили практические навыки в определении и маркировке выводов трехфазной обмотки статора, проведении опытов холостого хода и короткого замыкания; определили пусковые свойства и перегрузочную способность двигателя; построили рабочие характеристики. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, Ом
, о.е.
, град
, А
, о.е.
, Ом
