пр2 эльмаш (852571), страница 8
Текст из файла (страница 8)
при переходедвигателя из режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки уменьшение частоты вращения невелико и двигатель имеет жесткую скоростную характеристику.462.2. Лабораторная работа 3.Исследование рабочих характеристиктрехфазного асинхронного двигателяРабочими характеристиками асинхронного двигателя называютграфические зависимости частоты вращения n2 (или скольжения s),момента на валу двигателя M2, тока статора I1, потребляемой мощности P1, коэффициента полезного действия η, и cosφ1 от полезноймощности P2 при U1 = const и f1 = const. Рабочие характеристики могутбыть определены путем экспериментального исследования машиныпод нагрузкой, расчетным путем или по круговой диаграмме.
Однако испытание под нагрузкой в ряде случаев трудно осуществимо илидаже невозможно, например, в условиях изготовления машин большой мощности на электромашиностроительных заводах. Расчет характеристик также достаточно трудоемок. В подобных случаях рабочие характеристики двигателя могут быть определены при помощикруговой диаграммы, построенной на основании данных опытов холостого хода и короткого замыкания.Цель работыИзучить методику построения круговой диаграммы трехфазногоасинхронного двигателя по данным опытов холостого хода и короткого замыкания [1–3]; определить по круговой диаграмме рабочие характеристики двигателя и сравнить их с экспериментальными характеристиками, снятыми при работе двигателя под нагрузкой.
Оценитьперегрузочную способность двигателя.Объект и средства исследованияДля испытаний используется трехфазный асинхронный двигательс короткозамкнутым ротором. В опыте короткого замыкания роторзатормаживается с помощью ручного тормоза, источник питания –индукционный регулятор, обеспечивающий широкий диапазон регулирования напряжения на зажимах обмотки статора. Источник питания в опыте холостого хода и в режимах нагрузки двигателя – сеть380 В. Нагрузка на валу двигателя создается с помощью генераторапостоянного тока с независимым возбуждением.
Номинальные данные 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 или47К-505. Частота вращения ротора двигателя измеряется стробоскопическим методом.Рабочее заданиеПри подготовке к лабораторной работе необходимо:– изучить принцип действия и конструкцию трехфазного асинхронного двигателя;– изучить методику построения круговой диаграммы трехфазного асинхронного двигателя по опытным данным;– изучить методику определения рабочих характеристик по круговой диаграмме.При выполнении лабораторной работы необходимо:– выполнить опыт короткого замыкания при пониженном напряжении обмотки статора и при заторможенном роторе.
Измерить напряжение на фазах обмотки статора, определить коэффициент мощности при номинальном токе в фазах обмоткистатора и заторможенном роторе. Рассчитать ток короткого замыкания при номинальном напряжении. Рассчитать кратностьпускового тока;– осуществить режим холостого хода при номинальном напряжении на фазах обмотки статора.
Измерить ток холостого ходаи частоту вращения ротора, а также определить коэффициентмощности двигателя в условиях свободного вращения роторабез нагрузки. Определить, какую долю номинального тока составляет ток холостого хода;– осуществить режим нагрузки при номинальном напряжении нафазах обмотки статора. Измерить напряжение, ток и мощностьв фазах обмотки статора, определить коэффициент мощностии КПД, частоту вращения ротора при различных нагрузках навалу двигателя.При оформлении отчета следует:– построить круговую диаграмму по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.
Определить по круговой диаграмме параметры двигателя для построения рабочих характеристик.– построить рабочие характеристики по опытным данным и сравнить их с характеристиками, полученными по круговой диаграмме.48Методические рекомендации к выполнению рабочего заданияи обработке результатов эксперимента1. Перед началом лабораторной работы выписать со стенда паспортные данные исследуемого асинхронного двигателя и нагрузочного генератора.
В соответствии с номинальными (паспортными) данными подобрать измерительные приборы.2. В начале лабораторной работы выполняется опыт короткогозамыкания. Перед выполнением опыта необходимо собрать электрическую схему индукционного регулятора. Подключить его к сетии, изменяя пространственное положение ротора, установить на выходе индукционного регулятора минимальное напряжение. Далееподключить обмотку статора на выход индукционного регулятора(рис. 2.11, а).
При выполнении опыта короткого замыкания напряжение на выходе индукционного регулятора, подаваемое на обмоткустатора, повышают до такой величины, чтобы при заторможенномроторе асинхронного двигателя ток статора был равен номинальному значению.В опыте короткого замыкания измеряются:U1K; I1K = I1H; PK = PAK + PBK + PCK.3. Для проведения опыта холостого хода и испытаний двигателя в режиме нагрузки необходимо собрать схему (рис. 2.11, б). В этихопытах на обмотку статора напряжение подается непосредственноот сети.В опыте холостого хода нет нагрузки на валу двигателя.
В этом случае ток возбуждения и ток якоря генератора постоянного тока должны быть равны нулю. На обмотку статора двигателя подается напряжение, измеряется ток в фазах IA0, IB0, IC0, мощность в фазах PA0, PB0,PC0, а затем вычисляются:I0 =I A 0 + I B 0 + IC 0, P0 = PA 0 + PB 0 + PC 0 .34. При испытании асинхронного двигателя в режиме нагрузки наобмотку статора от сети подается напряжение, далее момент сопротивления (нагрузка) на валу двигателя изменяется путем изменениятока в цепи якоря и цепи возбуждения нагрузочного генератора в таком диапазоне, чтобы ток в статоре двигателя не превышал 1,2 I1н. Результаты измерения заносятся в табл.
1, 2.4950ак.з.р.AAAстаторнагрузкаК-505генераторBBАДбк.з.р.AAAстаторнагрузкаК-505генераторBB0VPC0C~380 BA B CАДVRнагрОВша − короткого замыкания; б − холостого хода и при нагрузкеРис. 2.11. Схемы испытания асинхронного двигателя в режимах:0VPC0ИРC~220 BA B CRрAA=220 BГПТТаблица 1Опытные данные№п/п12345IAАU1HВIBАICАPAВтPBВтPCВт∆nоб/минUГВIаГА5. Обработка результатов эксперимента5.1. Построение рабочих характеристик по экспериментальнымданнымДля построения рабочих характеристик по экспериментальнымданным необходимо рассчитать параметры двигателя, используя данные табл.
1 и расчетные формулы, приведенные ниже:I1 =η=I A + I B + IC, P1 = PA + PB + PC , PГ = UГIаГ,3PP1PГ, Р2 = Р1η, M 2 = 9,55 2 , cos ϕ1 =n3UP121H I 1n=,60 f∆n,s=100% , n2 = n – ∆n,pnгде ∆n − скорость вращения звезды на торце вала.Полученные результаты расчетов занести в табл. 2.Таблица 2Расчетные величины№п/п12345I1АP1ВтPгВтηд/едP2Втn2об/минM2нтмsд/едсos ϕ1д/ед515.2. Построение упрощенной круговой диаграммыПо результатам исследований двигателя в режиме холостого ходаи короткого замыкания необходимо построить круговую диаграммуи, используя круговую диаграмму, определить рабочие характеристики асинхронного двигателя.Для построения круговой диаграммы по данным холостого ходаи короткого замыкания следует определить значения углов φ0 и φк:ϕ 0 = arccosP0Pê, ϕ ê = arccos.3U 1í I 03U 1ê I 1íКруговая диаграмма строится при номинальном напряжении.
Поэтому необходимо найти установившийся ток короткого замыкания,соответствующий номинальному напряжению:I êд = I 1íU 1í.U 1êПо найденному значению тока Iкд следует выбрать масштаб токаmi (А/мм) таким, чтобы диаметр круговой диаграммы был ориентировочно равен 200 мм:mi = Iкд / 200 А/мм.По вертикальной линии откладывают вектор приложенного напряжения U1 , от точки О откладывают в выбранном масштабе mi векторы токов İ0 и İкд и устанавливают положение точек А и К (рис. 2.12).Соединяют точки А и К прямой АК и восстанавливают из ее серединыперпендикуляр Н1О1 до пересечения с линией АД, находят О1 – центрокружности токов. Радиусом, равным АО1, проводят окружность.Итак, построена упрощенная круговая диаграмма асинхронного двигателя.Характерные линии на круговой диаграмме:АК – линия полезной мощности Р2 на валу двигателя;Ох (ось абсцисс) – линия подводимой мощности Р1;АТ–– линия электромагнитной мощности РЭМ.При построении линии электромагнитной мощности АТ потерив обмотке статора и ротора следует принять равными, т. е.
принятьравными отрезки КК2= К2К1.5.3. Методика определения основных величин для построениярабочих характеристик двигателя по круговой диаграммеМетодика определения основных величин приведена ниже на примере одной точки (точка В на рис. 2.13, 2.14).5253φo.U1Oφк.IoAH1O1Рис. 2.12. Построение упрощенной круговой диаграммы.Iк дK2K1KTXD54O.Io.I1нANN1.I1.,-I2BCEFHGG1O1нияЛ и н и яян иЛ иЛиP1P эмP2K2K1KTXDРис. 2.13. Определение по круговой диаграмме величины токов, мощности, потерь и момента на валу двигателя.U155c o s φ10,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0.U1Of1fptkA.I1100n0,0B900,1800,2q6040O1ния0,7300,8P1P эмP2Л и н и яян иЛ иЛии яКПДе нь ж 0,6о лкс0,550Ш к а л ааа л0,4Ш к0,3700,9KK2K1201,010m0TrXDРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
