 |
Лабораторная работа № 6. 1.Описание лабораторной установки
|
|
|
|
Лабораторная работа № 6
Исследование режимов работы трёхфазного асинхронного двигателя. Изучение характеристик
Цель работы – экспериментальное исследование статических характеристик трехфазного асинхронного двигателя в различных режимах его работы.
1. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка (рис. 2. 1) содержит электромеханический
блок и комплект измерительной и регулирующей аппаратуры. 
Электромеханический блок содержит испытуемый трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором АД, нагрузочную машину НМ, электромеханический тахогенератор ТГ и устройство измерения вращающего момента испытуемого двигателя. Роторы всех машин жестко
связаны между собой с помощью соединительных муфт. Статор исследуемой машины механически не связан с остовом установки, а через редуктор соединен с противовесом, тем самым, обеспечивая измерение, развиваемого на валу ротора, момента. Отсчет измеряемого момента осуществляется
по градуированной шкале, расположенной на торцевой части электромеханического блока. Цена деления шкалы – 19 Г· см/град или 19, 4·10 - 4Н·м/град.
В качестве испытуемой используется машина типа ДТ-75 с номинальным фазным напряжением 220 В. Для предотвращения выхода из строя
двигателя все испытания проводятся при пониженном напряжении на его
фазных обмотках. Последние соединены по схеме треугольника и питание
их осуществляется от первичной сети с линейным напряжением 127 В.
Подключение обмоток статора к питающей сети осуществляется с помощью выключателя S1. Паспортные данные на испытуемый двигатель представлены в таблице 2. 1.
Нагрузочный момент на валу АД создается двигателем постоянного то-
|
|
|
ка с параллельным возбуждением типа ЭП мощностью 245 Вт и напряжением питания 110 В. Регулирование нагрузочного момента осуществляется
изменением напряжения на якоре этой машины с помощью реостатов R1 и
R2 при неизменном напряжении 110 В на обмотке возбуждения. Последнее
формируется из линейного напряжения источника с помощью двух полупроводникового выпрямителя В при замкнутом выключателе S2. Для измерения
напряжения на якоре НМ служит вольтметр V1.
Скорость вращения ротора исследуемой машины измеряется с помощью тахогенератора ТГ, в качестве которого используется машина постоянного тока типа ДПР с возбуждением от постоянных магнитов, работающая в режиме генератора. Регистрирующим прибором, в этом случае, служит вольтметр постоянного тока V2.
Для измерения активной мощности, потребляемой исследуемой маши-
ной, величин фазных напряжений и линейных токов используется измерительный комплект К505.
Алгоритм действий:
Исследование режима холостого хода
В этом режиме потери в ферримагнитном сердечнике, обмотках статора и ротора, механические потери (на трение в подшипниках, на самовентиляцию) и добавочные потери испытуемого асинхронного двигателя должны быть скомпенсированы вращающим моментом нагрузочной машины (в данном случае машины постоянного тока). Развиваемый испытуемым асинхронным двигателем электромагнитный момент должен быть равен нулю, что можно обеспечить лишь, если обе электрические машины – АД и НМ – будут иметь одинаковое направление вращения. Для установки режима холостого хода испытуемого АД необходимо:
- При разомкнутом выключателе S2 подать кратковременно с помощью выключателя S1 питание на испытуемую машину и запомнить направление вращения вала.
- При разомкнутом выключателе S1 подать с помощью выключателя S2 питание на нагрузочную машину и запомнить направление вращения вала. Если направление вращения вала НМ противоположно направлению вращения вала АД, то следует изменить направление вращения АД, поменяв при разомкнутом выключателе S1 местами два любых линейных провода.
|
|
|
- После достижения согласованного направления вращения обеих электрических машин следует замкнуть выключатель S2 и установить с помощью движков регулировочных реостатов R1 и R2 минимальное напряжение на якоре нагрузочной машины (по вольтметру V1).
- Включить S1 и постепенно с помощью потенциометров R1 и R2 увеличить напряжение на якоре нагрузочной машины до такой величины, при которой стрелка указателя момента встанет на нулевую отметку.
 |
- Произвести измерение линейных напряжения и тока, активных мощностей РА и РВ, а также напряжения на зажимах тахогенератора. Результаты измерений занести в таблицу 2. 2.
- Не выключая S1 и S2 перейти к снятию рабочих характеристик АД.
При оформлении отчета следует рассчитать мощность, потребляемую
из питающей сети в режиме холостого хода P1х= PА+ PB, коэффициент
мощности в режиме холостого хода cosφ 1х=P1х/(√ 3·Uл·Iл) и коэффициент
передачи тахогенератора Kтг=Uтг х/n1, где п1 = 60·f / р – скорость вращения магнитного поля статора АД, р – количество пар полюсов статора АД. Результаты расчета поместить в таблицу 2. 2.
Снятие рабочих характеристик двигателя.
- Постепенно с помощью потенциометров R1 и R2 увеличивая напряжение
на якоре машины постоянного тока и, следовательно, момент нагрузки на
выходном валу испытуемого двигателя АД, провести 5-6 измерений Uл, Iл,
PА, PB и Uтг в диапазоне моментов M2н/3 ≥ M2 ≥ 0. Показания приборов за-
нести в таблицу 2. 3. По завершении эксперимента разомкнуть S1 и S2.
При оформлении отчета по результатам измерений следует рассчитать мощность, потребляемую из питающей сети P1=PА+PB, коэффициент мощности cosφ 1=P1/(√ 3·Uл·Iл), скорость вращения ротора n2 =Uтг /Kтг, скольжение s=(n1- n2)/n1, полезную механическую мощность на валу P2=M2·π ·n2/30 и коэффициент полезного действия АД η =100·P2/P1. Результаты расчета поместить в таблицу 2. 3.
Снятие механических характеристик двигателя.
Генераторный режим.
В генераторном режиме ротор асинхронного двигателя вращается со
|
|
|
скоростью, большей скорости вращения магнитного поля (n2> n1) под действием вращающего момента нагрузочной машины. Электромагнитный момент испытуемого двигателя – отрицательный (M2< 0).
Для выполнения опыта необходимо:
- Замкнуть выключатели S1 и S2 и с помощью движков реостатов R1 и R2
вывести АД в режим, при котором напряжение зажимах тахогенератора
достигнет величины ≈ 1, 3·Uтг х. Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и
Uтг в строку 1 таблицы 2. 4.
- Снижая скорость вращения ротора до скорости холостого хода провести
измерения еще в трех точках диапазона, занося результаты в строки 2-4
таблицы 2. 4.
Двигательный режим
В двигательном режиме ротор асинхронного двигателя вращается со
скоростью, меньшей скорости вращения магнитного поля (0< n2< n1) под
действием положительного вращающего момента АД (M2> 0).
Для выполнения опыта необходимо:
- C помощью движков реостатов R1 и R2 вывести АД в режим, при котором
его электромагнитный момент достигнет максимального М2 макс, а скорость
вращения критического n2 кр значений. Занести результаты измерения Uл,
Iл, M2 и Uтг в строку 10 таблицы 2. 4.
- Снижая величину электромагнитного момента от М2 макс до нуля (режим
холостого хода) провести измерения еще в 4 точках диапазона. Показания
приборов занести последовательно в строки с 9 по 6 таблицы 2. 4.
- C помощью движков реостатов R1 и R2 вывести АД в режим короткого замыкания (пусковой режим), при котором скорость вращения ротора равна 0, а развиваемый электромагнитный момент называется пусковым Мп.
Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и Uтг в строку 13 таблицы 2. 4.
- Провести измерения еще в двух точках двигательного режима при значениях скорости вращения ротора в диапазоне n2 кр> n2> 0, занося показания
приборов в строки 12-11 таблицы 2. 4.
Режим электромагнитного тормоза (режим против включения)
В указанном режиме ротор асинхронного двигателя вращается в на-
правлении, противоположном вращению магнитного поля (n2< 0) под действием вращающего момента нагрузочной машины. Электромагнитный момент испытуемого двигателя – положительный (M2> 0).
|
|
|
Для выполнения опыта необходимо:
- Разомкнуть S1 и S2 и изменить направление вращения АД, поменяв местами два любых линейных провода, подходящих к зажимам S1.
- Замкнуть S1 и S2 и устанавливать с помощью движков реостатов R1 и R2
такие значения скорости вращения ротора АД, при которых напряжение на
зажимах тахогенератора принимает значения ≈ 0, 2·Uтг х; 0, 4·Uтг х; 0, 6·Uтг х.
Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и Uтг в строки 14-16 таблицы 2. 4.
При оформлении отчета по результатам измерений необходимо рассчитать значения скорости вращения ротора n2 и скольжения s.
Критерии оценки:
Оценка «отлично» ставится в том случае, если студент:
- свободно применяет полученные знания при выполнении практических заданий;
- выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий;
- при ответах на контрольные вопросы правильно понимает их сущность, дает точное определение и истолкование основных понятий, использует специальную терминологию дисциплины, не затрудняется при ответах на видоизмененные вопросы, сопровождает ответ примерами.
Оценка «хорошо» ставится, если:
- выполнены требования к оценке «отлично», но допущены 2 – 3 недочета при выполнении практических заданий и студент может их исправить самостоятельно или при небольшой помощи преподавателя;
- в письменном отчете по работе делает незначительные ошибки;
- при ответах на контрольные вопросы не допускает серьезных ошибок, легко устраняет отдельные неточности, но затрудняется в применении знаний в новой ситуации, приведении примеров.
Оценка «удовлетворительно» ставится, если:
- практическая работа выполнена не полностью, но объем выполненной части позволяет получить правильные результаты и выводы;
- в ходе выполнения работы студент продемонстрировал слабые практические навыки, были допущены ошибки;
- студент умеет применять полученные знания при решении простых задач по готовому алгоритму;
- в письменном отчете по работе допущены ошибки;
- при ответах на контрольные вопросы правильно понимает их сущность, но в ответе имеются отдельные пробелы и при самостоятельном воспроизведении материала требует дополнительных и уточняющих вопросов преподавателя.
Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:
- практическая работа выполнена не полностью и объем выполненной работы не позволяет сделать правильных выводов, у студента имеются лишь отдельные представления об изученном материале, большая часть материала не усвоена;
- в письменном отчете по работе допущены грубые ошибки, либо он вообще отсутствует;
|
|
|
- на контрольные вопросы студент не может дать ответов, так как не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы.
Основные источники:
1. Электротехника и электроника, Учебник, Немцов М. В., Немцова М. Л., 2017. Издательство: Академия, 480 стр.
2. Электротехнические материалы и изделия, Учебное пособие, Винников А. В., 2017 Издательство: КубГАУ, 312 стр.
3. Электротехника, Учебник, Прошин В. М., 2017 Москва. Изд. «Академия», 277 стр.
4. Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только..., Ванюшин М., НиТ (наука и техника), 2017 год, 352 стр.
5. Теоретические основы электротехники. Сборник задач. Учебное пособие., Издательство Юрайт 2017 г. 528 стр.
6. Мартынова, И. О. Электротехника. лабораторно-практические работы (для спо) / И. О. Мартынова. - М.: КноРус, 2017. - 128 c.
Дополнительные источники, периодические профессиональные издания:
1. Электротехника и электроника, Ермуратский П. В, Лычкина Г. П, Минкин Ю. Б. 2017г. Издательство: Профобразование, 416 стр
2. Покровский Б. С. Основы слесарного дела. М.: Академия, 2017.
3. Электротехника и электроника, Гальперин М. В. 2017г. Издательство: Форум, 480 стр.
4. Фуфаева, Л. И. Электротехника: учебник / Л. И. Фуфаева. - М.: Academia, 2017. - 360 c.
5. Комиссаров, Ю. А. Общая электротехника и электроника: Учебник / Ю. А. Комиссаров, Г. И. Бабокин. - М.: Инфра-М, 2017. - 190 c
|
|
|
