пр2 эльмаш (852571), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Такой режим работы опасен для двигателя.Действительно, полезная мощность двигателя в трехфазном режимеP3 = 3U I3 η3 cos φ363и в однофазномP1 = U I1 η1 cos φ1 .При переходе трехфазного двигателя в однофазный режим скорость вращения изменяется незначительно и поэтому P1 ≈ P3. Еслибы η и сos φ не изменились, то ток в однофазном режиме I1 был быв 3 раза больше тока в трехфазном режиме I3.
В действительностиη и cos φ уменьшаются и увеличение тока будет больше. Если у двигателя была большая нагрузка, то при переходе в однофазный режим ток будет значительно больше номинального, и если двигательпри этом не будет отключен, то в результате перегрева он выйдет изстроя.2.4. Лабораторная работа 4.Сравнение рабочих характеристик асинхронного двигателяв трехфазном и однофазном режимах работыЦель работыОзнакомиться с конструкцией асинхронных двигателей.Изучить особенности электромагнитных процессов и принцип работы трехфазных и однофазных двигателей.Экспериментально исследовать и сравнить рабочие характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в трехфазном и однофазном режимах работы.Объект и средства исследованияДля испытаний используется трехфазный асинхронный двигательс короткозамкнутым ротором.
Источник питания – сеть 380 В. Нагрузка на валу двигателя создается с помощью генератора постоянноготока с независимым возбуждением. Электрическая схема для экспериментального исследования асинхронного двигателя в трехфазноми однофазном режимах работы приведена на рис. 2.19. Номинальныеданные асинхронного двигателя и генератора постоянного тока приведены на панели стенда.Для измерения тока, напряжения и активной мощности двигателя в цепь обмотки статора включается комплект приборов К-50 илиК-505. Частота вращения ротора двигателя измеряется стробоскопическим методом.64Рабочее заданиеПри подготовке к лабораторной работе необходимо:– изучить принцип действия и конструкцию трехфазного асинхронного двигателя; изучить принцип действия однофазногодвигателя, способы пуска его в ход;– рассмотреть схемы включения трехфазного двигателя в однофазную сеть;– изучить методику определения рабочих характеристик экспериментальным путем.При выполнении лабораторной работы необходимо:– снять рабочие характеристики в трехфазном режиме двигателя; измерить напряжение, ток и мощность в фазах обмотки статора; определить коэффициент мощности и КПД, частоту вращения ротора при различных нагрузках на валу двигателя;– запустить двигатель в однофазном режиме;– снять рабочие характеристики в однофазном режиме двигателя.При оформлении отчета следует:– по опытным данным построить рабочие характеристики двигателя в трехфазном и однофазном режимах работы; сравнитьэти характеристики;– определить коэффициент использования трехфазного двигателя в однофазном режиме работы.Методические рекомендации к выполнению рабочего заданияи обработке результатов эксперимента1.
Ознакомиться с устройством лабораторного стенда, конструкцией испытуемого асинхронного двигателя, записать его номинальныеданные и подобрать соответствующие измерительные приборы.2. Собрать схему трехфазного асинхронного двигателя (АД) и нагрузочного генератора постоянного тока с независимым возбуждением (ГПТ) (рис. 2.11, б, с. 50).3. Осуществить прямой пуск двигателя от сети. При пуске двигателя переключатель фаз измерительного комплекта К-50 или К-505следует установить в нулевое положение, в котором приборы комплекта отключены.Снять рабочие характеристики в трехфазном режиме работы двигателя. При снятии рабочих характеристик момент сопротивления(нагрузка) на валу двигателя изменяется путем изменения тока в цепи65якоря и цепи возбуждения нагрузочного генератора. Ступенчато изменяя сопротивление Rнагр в цепи якоря генератора и плавно изменяяток возбуждения, нагрузить АД и установить 4–5 таких режимов нагрузки, чтобы ток обмотки статора двигателя возрос равномернымиступенями от величины I10, соответствующего режиму холостого ходадо I1 = I1 ном – тока при номинальной нагрузке на валу двигателя.Результаты измерения заносятся в табл.
1, результаты расчета −в табл. 2Таблица 1Опытные данные трехфазного режима работы двигателя№п/пU1HВIAАIBАICАPAВтPBВтPCВт∆nоб/минUгВIагАТаблица 2Расчетные данные трехфазного режима работы двигателя№п/пP1ВтPгВтηд/ед.P2Втn2об/минM2нт ∙ мsд/ед.сos φ1д/ед.Для построения рабочих характеристик по экспериментальнымданным необходимо рассчитать параметры двигателя, используя данные табл. 1 и расчетные формулы, приведенные ниже:I1 =I A + I B + IC, P1 = PA + PB + PC ,3Pг = UгIаг,η=66PPГ, Р2 = Р1η, M 2 = 9,55 2 ,n2P1cos ϕ1 =n=P1,3U 1í I 160 f∆n, s=100 % , n2 = n – ∆n,pnгде ∆n – скорость вращения звезды на торце вала.4. Собрать схему включения трехфазного асинхронного двигателя (АД) в однофазную сеть (рис. 2.19).Схема нагрузочного генератора с независимым возбуждением(ГПТ) остается такой же, что и при испытании двигателя в трехфазном режиме работы.5.
Осуществить пуск двигателя в однофазном режиме. При пускеключ К замкнут, конденсатор включается в цепь ПО. В конце пускаключ К разомкнут. При этом ПО отключается от сети и конденсаторразряжается на разрядное сопротивление R.Рабочие характеристики в однофазном режиме снимаются так же,как и в трехфазном. Момент сопротивления (нагрузка) на валу двигателя изменяется путем изменения тока в цепи якоря и цепи возбуждения нагрузочного генератора. При увеличении нагрузки АД следуетустановить 3–4 таких режима, чтобы ток двигателя возрос равномерными ступенями от величины I10, соответствующей режиму холостого хода, до максимальной, не превышающей 1,2 I1 ном.Результаты измерения заносятся в табл.
3, результаты расчета −в табл. 4.Таблица 3Опытные данные однофазного режима работы двигателя№п/пI1АU1HВP1Вт∆nоб/минUгВIагВТаблица 4Расчетные данные однофазного режима работы двигателя№п/пPгВтηд/ед.P2Втn2об/минM2нт∙мsд/ед.сos φ1д/ед.6768Кк.з.р.статорнагрузкаК-505AAгенератор AаBBC0V0АДVRнагрОВшRрAA=220 BГПТКк.з.р.статорнагрузкаК-505AAгенератор AбBBCCпPC0V0~380 BA B CАДVRнагрОВшRрAA=220 BРис. 2.19. Схемы испытания асинхронного двигателя в однофазном режиме работыCпPC~380 BA B CГПТДля построения рабочих характеристик по экспериментальнымданным необходимо рассчитать параметры двигателя, используя данные табл. 2 и расчетные формулы, приведенные ниже:PГ = UГIаГ,η=PPPГ, Р2 = Р1η, M 2 = 9,55 2 , cos ϕ1 = 1 ,UnP121í I 1n=60 f∆n, s=100% , n2 = n – ∆n.pn6.
При оформлении отчета по лабораторной работе рабочие характеристики двигателя (I1; M2; cos φ) = f (P2) для трехфазного и однофазного режима построить в одних координатных осях, а зависимости (P1; n; η ) = f (P2) – в других.Необходимо объяснить характер построенных рабочих характеристик АД. Сравнить характеристики в трехфазном и однофазном режимах работы АД, а в конце отчета определить коэффициент использования трехфазного двигателя в однофазном режиме.Контрольные вопросы 1.Устройство и принцип действия трехфазных АД с фазным и короткозамкнутым ротором. 2.Физические процессы в АД с однофазной обмоткой на статоре. 3.Способы пуска в ход однофазных АД. 4.Изобразить и объяснить моментную характеристику однофазного АД. 5.Методика определения экспериментальных рабочих характеристик асинхронного двигателя. 6.Теоретически объяснить расхождение рабочих характеристик АДв трехфазном и однофазном режимах. 7.Объяснить, что такое КПД и коэффициент мощности трехфазного асинхронного двигателя.
Как их определить по показаниям измерительных приборов? 8.Почему в режимах малой нагрузки значение коэффициента мощности асинхронного двигателя невелико? 9.Частота вращения основного магнитного потока. Значение ЭДСи частоты тока в роторе.10.Условия создания кругового вращающегося магнитного поля трехфазной и двухфазной обмоткой статора.693. Индукционный регулятор3.1. Основные теоретические положенияИ3.1.1. Назначение индукционного регуляторандукционный регулятор ИР представляет собой, по существу, асинхронную машину с контактными кольцамии с заторможенным ротором.
С помощью ИР изменяетсяпо величине и в небольших пределах по фазе трехфазное переменноенапряжение, подаваемое на какой-либо потребитель, т. е. ИР – этоавтотрансформатор своеобразной конструкции. Если в автотрансформаторе регулируется величина напряжения изменением числа витковвторичной обмотки, то в ИР тот же эффект достигается изменениемпространственного положения ротора.3.1.2. Особенности конструкции индукционного регулятораПринципиально конструкция ИР аналогична конструкции асинхронного двигателя с контактными кольцами, но имеет свои особенности.Индукционный регулятор (рис. 3.1) состоит:– из неподвижной части, к которой относятся корпус, подшипниковые щиты, сердечник статора, устройство для затормаживания и поворота ротора, например, червячная передача, щеточное устройство, вспомогательный асинхронный двигательс вентилятором для охлаждения;– поворачивающейся части, которая включает в себя сердечникротора, обмотку ротора, вал, контактные кольца.Между статором и ротором имеется воздушный зазор.
Воздушныйзазор при мощности ИР 5–10 кВ⋅А составляет 0,1–0,5 мм, т. е. для70улучшения магнитной связи между обмотками выполняется по возможности минимальным.Статор и ротор ИР устроены также, как статор и ротор асинхронного двигателя. Обмотка ротора соединяется в звезду и выводится натри контактных кольца. На кольцах устанавливаются щетки. В ИРвместо контактных колец для связи с внешней цепью выводы шестиконцов обмотки ротора выполняются в виде гибких кабелей.Для охлаждения обмоток статора и ротора на верхнем подшипниковом щите установлен асинхронный двигатель мощностьюнесколько ватт с вентилятором.Изображена электромагнитнаясхема индукционного регулятораи показано образование вращающегося магнитного поля трехфазной обмоткой статора на рис.
3.2.Симметричная трехфазная обмотка, как отмечалось ранее, укладывается в пазы сердечника статора,оси фазных обмоток сдвинуты на120°. Каждая фаза обмотки статорапоказана схематически в виде од- Рис. 3.1. Устройство индукционного регулятора:ного витка. Начала фаз обозначе1 –корпуси подшипниковые щиты;ны A, B, C, а концы – X, Y, Z. Ло2 – обмотка статора; 3 – сердечникбовые части обмоток для простоты статора; 4 – сердечник ротора; 5 – обне нанесены.мотка ротора; 6 – валПри подключении обмотки статора к трехфазной сети по фазам обмотки потекут трехфазные токи,временная диаграмма которых показана на рис. 3.3.
На временнойдиаграмме отмечены два момента времени – t1 и t2 , для которых нарис. 3.2, а, б построен вектор результирующего магнитного поля. Дляпостроения вектора результирующего поля на рис. 3.2, а указано направление токов в фазах для момента t1 , а на рис. 3.2, б – для момен71та t2. За положительное направление тока принято направление токав обмотке статора от начала фазы к концу.абФn1BZZAФBn1AXXCYCYРис. 3.2. Электромагнитная схема индукционного регулятораа – для момента времени t1; б – для момента времени t21ibiaic0,50-0,5 0-1-1,550100150200t1250300350400t2Рис. 3.3. Токи в фазах обмотки статораВ момент времени t1 ток в фазе AX наибольший и отрицательный,т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
