Описание лабораторной установки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА РАБОТУ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Выполнила студентка гр.ЭН-51

Деружинская Л.О.

Принял преподаватель

Петров

Гомель 2012

Цель работы: исследование влияния отклонений напряжения на выводах асинхронного двигателя от номинального значения на потери мощности в двигателе, на изменение момента и скорости вращения двигателя при различных его нагрузках.

Краткие теоретические сведения

Величина электрической нагрузки в цехах и на промышленных предприятиях в целом не остается постоянной. Включение и отключение части электрической нагрузки является причиной отклонений и колебаний напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий.

Отклонение напряжения – достаточно длительное снижение или повышение средней величины напряжения по сравнению с его номинальным значением. Отклонения напряжения наблюдаются, например, в часы максимальной нагрузки или часы понижения нагрузки (ночные часы, обеденные перерывы). Приемники электрической энергии работают с наивысшим к.п.д. в том случае, когда к их зажимам подводится номинальное или близкое к нему напряжение. Учитывая это, у большинства приемников, в том числе и у асинхронных двигателей, в условиях нормальной работы действующими нормами (ГОСТ13109-97) допускаются отклонения напряжения на выводах в пределах от -5 до +5% от номинального значения.

Колебания напряжения – это быстропротекающие изменения напряжения во времени, возникающие, например, в случаях частых пусков асинхронных и синхронных двигателей, сварочных установок и т.п. Колебания напряжения также должны иметь допустимые значения от номинального и определенный допустимые частоты их появления, исходя из обеспечения технически допустимых условий работы людей и повышения экономичности работы системы электроснабжения. Колебания напряжения менее 1 % можно считать технически допустимыми во всех случаях.

В условиях производства, если не принимается специальных мер по регулированию напряжения в электрических сетях, колебания и отклонения напряжения в ту или иную сторону от номинально значения инормы, что неблагоприятно сказывается на работе приемников электроэнергии и, прежде всего, асинхронных двигателей и может привести к народнохозяйственному ущербу.

Асинхронные двигатели наиболее распространены в промышленности и поэтому исследования влияния отклонения напряжения от номинального значения на важнейшие параметры, характеризующие работу асинхронного агрегата – потери мощности, вращающий момент, скорость, коэффициент мощности – имеет – существенное значение.

Производительность ряда производственных процессов, приводимых асинхронными двигателями, зависит от скорости вращения. Это обусловлено механической характеристикой производственного механизма (не зависящего от скорости, линейно-возрастающая и т.д. характеристики). Скорость же вращения асинхронных двигателей является убывающей функцией момента двигателя.

Работе асинхронного двигателя и производственного механизма в установившемся режиме соответствует равновесие моментов сопротивления механизма и вращающего момента двигателя при определенной скорости вращения. Если момент сопротивления приводимого механизма оказывается больше критического момента асинхронного двигателя (например, вследствие понижения напряжения на зажимах асинхронного двигателя и перехода его на новую механическую характеристику с критическим моментом), то устойчивая работа агрегата становится невозможной, что характеризуется опрокидываем асинхронного двигателя.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из стенда, исследуемого двигателя, электромагнитного тормоза, тахогенератора и источника регулируемого напряжения. Принципиальная схема лабораторной установки приведена на рисунке 1.

В качестве исследуемого двигателя в работе используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторной установки

Электромагнитный тормоз служит для создания на валу исследуемого двигателя нагрузочного момента. Величина тормозного момента зависит от скорости вращения диска тормоза и от величины тока, проходящего по катушкам тормоза. Регулирование тока возбуждения тормозных катушек осуществляется реостатом на стенде; при этом контроль величины тока возбуждения производится по амперметру.

Величина тормозного момента определяется по указателю, пристроенному к электромагнитному тормозу.

Для измерения скорости вращения исследуемого двигателя в работе используется тахогенератор ТЭ-204. Величина скорости фиксируется по указателю скорости, установленному на стенде.

Для регулирования напряжения на зажимах исследуемого двигателя в работе применяются автотрансформаторы типа РНТ.

Рабочее задание

1. Снять характеристику холостого хода исследуемого двигателя. При выполнении работы напряжение на зажимах двигателя менять от 240 до 120 В ступенями по 20 В, фиксируя при этом ток статора, мощность, скорость вращения.

2. По указателю момента установить нагрузку на валу двигателя, равной . Снять напряжение на зажимах двигателя до его «опрокидывания» (точка опрокидывания отмечается по указанию скорости – скорость двигателя начинает быстро падать). При проведении опыт необходимо поддержать на валу двигателя постоянный момент (изменяя ток возбуждения тормоза) и вести записи тока статора, мощности, скорости вращения (таблица 2.1). Для предотвращения перегрева двигателя необходимо сразу отключить его при помощи автомата АП2 в самом начале процесса «опрокидывания». После остановки двигателя необходимо выключить тормоз и поставить реостат в положение «мин».

3. Провести опыт аналогично п. 2 при загрузке двигателя .

4. После установления номинального режима двигателя снижать напряжение на его зажимах до «опрокидывания». При изменении напряжения записывать ток статора, мощность двигателя, момент на валу, скорость вращения.

5. Рассчитать данные (в соответствии с таблицей 2.1) и вычертить графики:

– изменения потерь мощности от напряжения: ;

– изменения скорости двигателя от напряжения (до момента «опрокидывания») при постоянном (п. 2; 3) и переменном моменте (п. 4);

– изменения момента от скорости вращения (п. 4) ;

– изменения коэффициента мощности двигателя от изменения напряжения и загрузки , при ;

– изменения потребляемой двигателем реактивной мощности от изменения напряжения (при различных коэффициентах загрузки) .

6. Произвести анализ графиков, указанных в п. 5, сделать выводы по результатам опытов