Лабораторная работа 2
ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
1. Цель работы
Исследование рабочих свойств асинхронного электродвигателя путем снятия соответствующих экспериментальных характеристик.
2. Порядок выполнения работы
2.1 Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:
- переключатель SA1 МДС№1 установить в положение «<х>»;
-переключатель SA 1 МДС№2 установить в положение «оо»; --- переключатель SA 1 модуля автотрансформатора установить в нижнее положение, ручку автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки;
В работе исследуется асинхронный электродвигатель, каталожные данные которого приведены
2.2 Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя
Опыт короткого замыкания проводится при неподвижном (заторможенном) роторе s = 1 и пониженном напряжении, при котором ток статора примерно равен номинальному току статора 11к~ 11н.
Схема для проведения опыта короткого замыкания приведена на рисунке 1.
СХЕМЫЕСТЬ В УЧЕБНИКЕ параграф 14.1; 14.2 Кацман «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ»
Заторможенное состояние двигателя осуществляется путем установки металлического стержня в отверстие полумуфты. Понижение напряжения достигается включением добавочного сопротивления в цепь статора. Для этого статорные обмотки асинхронного двигателя подключаются через модуль измерителя мощности и добавочные сопротивления модуля МДС1 к трехфазному напряжению модуля питания.
Опыт проводится в следующей последовательности:
- включить автоматические выключатели QF\ и QF2 соответственно модуля питания стенда и модуля питания;
- переключателем SA 1 МДС1 вводить сопротивление в цепь статора до тех пор, пока ток статора примерно не будет равен номинальному току статора.
Данные занести в таблицу 1.
Опыт необходимо производить максимально быстро.
Таблица 1.
Данные опыта | Расчетные данные | ||||||||||
U1фк, В | I1фк, мА | P1фк, Вт | сosφ1к | P1К, Вт | ∆Pэл, Вт | ∆Pст, Вт | Pэм.к, Вт | Мэм.к, Нм | zк, Ом | rк,Ом | xк, Ом |
После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное
состояние. Переключатель SA1 модуля МДС1 перевести в положение «оо», отключить
автоматы QF2,QF\. Удалить металлический стержень из электромашинного
агрегата.
По данным опыта короткого замыкания определить пусковой тСж, пусковой
момент при s=l. Для этого произвести следующие расчеты.
Трехфазная активная мощность при опыте короткого замыкания, Вт:
P1К = m1К P1фк$
Электрические потери в цепи статора, Вт ∆Pэл= m1 I21к r1;
где m1- число фаз; r1- сопротивление обмотки статора, Ом.
Потери в стали при напряжении U1к, Вт ∆Pст = ∆Pст1*(U1к/ U1н)2;
где ∆Pст1 – потери в стали при номинальном напряжении, Вт.
Электромагнитная мощность при опыте короткого замыкания, Вт
Pэм.к= P1К - ∆Pэл- ∆Pст;
Электромагнитный момент при опыте короткого замыкания, Нм
Мэм.к = Pэм.к /ω2;
где ω2 – синхронная частота вращения электродвигателя, рад./с.
Электромагнитный момент при номинальном напряжении, Нм
Мэм.н = Мэм.к (U1н / U1к)2;
Кратность пускового момента Мп*= Мэм.н / Мн;
Номинальный момент электродвигателя, Нм
Мн = P2н/ ωн;
где P2н – номинальная мощность на валу; а ωн – угловая номинальная частота вращения, рад./с.
Кратность пускового тока Iн = (I1к/ I1н)*(U1н / U1к).
2.3 Опыт холостого хода асинхронного двигателя
Исследование двигателя в режиме холостого хода проводится для номинального напряжения, и позволяет оценить величину тока холостого хода, а также потери в стали при номинальном напряжении.
Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рисунке 1.
Опыт проводится в следующей последовательности:
- включить автоматические выключатели QF1 и QF2 соответственно модуля питания стенда и модуля питания;
- переключатель SA1 МДС1 установить из положения «оо» в положение «О», напряжение принимает значение, равное номинальному;
- зафиксировать показания приборов на холостом ходу.
Данные опыта занести в таблицу 2.
Таблица 2.
Данные опыта | Расчетные данные | |||||||
U1фн, В | I10, мА | P1ф, Вт | п, об/мин | P10, Вт | сosφ10 | ∆Pэл, Вт | ∆Pст, Вт | I10* |
После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние. Переключатель SA1 модуля МДС1 перевести в положение «оо», отключить автоматы QF2, QF1. Произвести следующие расчеты:
коэффициент мощности сosφ10= P10/ (m1U1фн I1ф)
потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт
∆Pст = ∆P10 - m1 I210 r1- ∆Pмех.АД- ∆Pмех.ДТП;
где r1- активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды, Ом; ∆Pмех.АД - механические потери асинхронного двигателя, Вт; ∆Pмех.ДТП- механические потери машины постоянного тока, Вт.
Потери в стали сердечника статора при любом другом напряжении могут быть пересчитаны через квадрат напряжения.
∆Pст= ∆Pст1(U1 / U1н)2;
I10* = (I10/ I1н).
3. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование и цель работы;
б) функциональные схемы экспериментов;
в) таблицы экспериментальных данных и построенные характеристики;
г) выводы по работе.
4 Контрольные вопросы
1. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?
2. Укажите особенности конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
3. Как изменится момент асинхронного двигателя при понижении напряжения питающей сети?
4. Может ли асинхронный двигатель создавать момент при синхронной частоте вращения, т.е. может ли он вращаться с синхронной частотой вращения?
5. Как изменяется ток статора двигателя при повышении напряжения и неизменной нагрузке на валу двигателя?
2.) Составить 20 вопросов-тестов с вариантами ответов – это итоговая работа – это последнее наше занятие в этом полугодии