 |
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
|
|
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I»
(ФГБОУ ВПО ПГУПС)
Кафедра «Электромеханические комплексы и системы»
Лабораторная работа № 5
Дисциплина: «Электрические машины»
Выполнил студент Томашполь Р. С.
Уч. шифр 13-ЭТ-339
Санкт-Петербург 2015
Лабораторная работа № 5
Исследование трехфазного асинхронного
двигателя с фазным ротором
Цель работы: исследование рабочих свойств трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором и ознакомление с косвенными методами построения характеристик посредством круговой диаграммы.
Программа работы:
Для исследования трехфазного асинхронного двигателя собирают схему (рис.1).Для регулирования напряжения используют трехфазный автотрансформатор (АТ). Пуск в ход двигателя производится при помощи трехфазного пускового резистора (Rp), включенного в цепь ротора. Перед пуском двигателя рукоятка пускового резистора должна быть поставлена в крайнее положение, соответствующее максимальному его сопротивлению. Включив обмотки статора двигателя в сеть, постепенно выводят пусковой резистор в положение, при котором цепь обмотки ротора замыкается накоротко.
Опыт короткого замыкания.
Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя заключается в снятии зависимостей тока статора, потребляемой мощности и cosφк от приложенного к статору напряжения:
.
Опыт проводится при неподвижном роторе и замкнутой накоротко его обмотке. При этом опыте напряжение и ток изменяют в следующих пределах:
|
|
|
Обмотка статора включается при минимальном напряжении автотрансформатора. Затем постепенно увеличивают напряжение и записывают показания приборов в таблицу 1.
Таблица 1.
| № п/п | Наблюдения | Вычисления | |||||
| Uк, В. | Iк, А | Pк, Вт. | rк, Ом | zк, Ом | xк, Ом | cosφк | |
Рис.1. Схема для исследования асинхронного двигателя с фазным ротором
Практический интерес представляют данные опыта короткого замыкания при номинальном токе статора. По результатам измерений этого режима определяют параметры (сопротивления) короткого замыкания, необходимые для построения круговой диаграммы. Для того чтобы исключить случайные ошибки, обычно строят характеристики короткого замыкания и по ним определяют необходимые значения, соответствующие номинальному току. Параметры короткого замыкания, отнесенные к одной фазе, вычисляются по следующим формулам:
Схема замещения асинхронного двигателя для опыта короткого замыкания представлена на рис.2.
Рис.2 – Схема замещения асинхронного двигателя для режима короткого замыкания
Активное и индуктивное сопротивления схемы замещения при опыте к.з.:
Значения тока и мощности короткого замыкания приводят к номинальному напряжению
Опыт холостого хода.
Этот опыт проводят при отсутствии момента нагрузки на валу двигателя. Практическое значение для построения круговой диаграммы имеет режим при номинальном напряжении. Для исключения случайных ошибок обычно снимают всю характеристику холостого хода.
|
|
|
Характеристика холостого хода представляет собой зависимость тока статора, потребляемой мощности и cosφо от приложенного напряжения при постоянной частоте питающей сети
Опыт производят следующим образом. На зажимах статора устанавливают напряжение на 5-10% выше номинального; после этого, пустив в ход двигатель, постепенно снижают напряжение до значения:
Причем обязательно записывают показания приборов при U1=U1Н. Показания приборов заносят в таблицу 2.
Вычисления cosφо производится по формуле:
Таблица 2.
| № п/п | Наблюдения | Вычисления | ||
| Uк, В. | Iк, А | Pк, Вт. | cosφк | |
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимость тока статора, потребляемой мощности, частоты вращения ротора, скольжения, вращающего момента, КПД от полезной мощности при постоянных значениях напряжения на зажимах статора и частоты:
Автотрансформатором в цепи статора двигателя (см. рис.13) пользуются для поддержания постоянства напряжения. Характеристику начинают снимать с режима холостого хода и нагружают двигатель с помощью электромагнитного тормоза до значений тока статора, превышающих номинальный ток на 10-15%. Для определения величины скольжения s и частоты вращения n при малых нагрузках двигателя можно пользоваться магнитоэлектрическим амперметром А2 с нулем по середине шкалы, включенным в цепь ротора (см. рис.1). Число полных колебаний стрелки амперметра в секунду равно значению частоты тока ротора, Гц:
где N - число колебаний за t секунд (число колебаний берется ориентировочно10, время определяется по электросекундомеру).
Скольжение
а скорость вращения ротора:
|
|
|
Здесь f1 = 50 Гц – частота сети;
p –число пар полюсов обмотки статора.
При больших нагрузках двигателя, когда визуально трудно фиксировать число колебаний стрелки амперметра, величина N определяется по специальному счетчику колебаний, установленному на приборном щитке и электрически соединенному с амперметром в цепи ротора (см. рис.13). Время t берется ориентировочно (30 – 40) с. Число колебаний N есть разница показаний счетчика после и до измерения. Показания приборов записываются в таблицу 3.
| Наблюдения | Вычисления | ||||||||||
| U1, В | I1, А | P1, Вт | N, колеб | t, c | M, Н*м | f2, Гц | s, % | n, об/мин | сosφ1 | P2, Вт | η,% |
|
|
|
