11877

Исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Лабораторная работа

Энергетика

Цель работы Исследование рабочих свойств асинхронного двигателя путем снятия соответствующих опытных характеристик Программа работы Изучить схемы для исследования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором Исследовать...

Русский

2013-04-14

262.5 KB

37 чел.

  1.  Цель работы
    1.  Исследование рабочих свойств асинхронного двигателя путем снятия соответствующих опытных характеристик
  2.  Программа работы
    1.  Изучить схемы для исследования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором
    2.  Исследовать двигатель в режиме короткого замыкания. Исследовать двигатель в режиме холостого хода
    3.  Снять рабочие характеристики двигателя по методу непосредственной нагрузки. Снять рабочие характеристики при изменении частоты
    4.  По опытам холостого хода и короткого замыкания рассчитать параметры двигателя, построить схему замещения
    5.  Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе
  3.  Приборы и оборудование

В лабораторной работе используются следующие модули:

  •  модуль питания стенда (МПС);
  •  модуль питания (МП);
  •  модуль автотрансформатора (ЛАТР);
  •  силовой модуль (СМ);
  •  модуль измерителя мощности (МИМ);
  •  модуль добавочных сопротивлений №1 (МДС1);
  •  модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);
  •  модуль ввода/вывода (МВВ).
  1.  Порядок выполнения работы
    1.  Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние. Схема для исследования асинхронного электродвигателя представлена на рисунке 1.
    2.  Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 соответственно модулей МПС и МП;

переключателем SA1 МДС1 вводить сопротивление в цепь статора до тех пор, пока ток статора примерно будет равен номинальному току статора. Это точку необходимо зафиксировать в таблице 1.


Рисунок 1 – Схема для исследования асинхронного электродвигателя.

Таблица 1 – данные опыта

Данные опыта

Расчетные данные

U1ФК

I1ФК

P1ФК

Р

ΔPЭЛ.1

ΔPCТ

PЭМ.К

МЭМ.К

В

A

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Н∙м

Расчетные данные.

Электромагнитный момент при опыте короткого замыкания, Н∙м:

,

где  – электромагнитная мощность при опыте короткого замыкания, Вт:

,

где  – трехфазная активная мощность при опыте короткого замыкания, Вт:

,

где m1 – число фаз асинхронного электродвигателя.

Электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя, Вт:

,

где r1 – активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды (Приложение Б).

Потери в стали при напряжении U, Вт: ,

где  – потери в стали при номинальном напряжении, Вт:

,

где  – механические потери асинхронного двигателя (Приложение Б);

– механические потери машины постоянного тока (Приложение Б).

Электромагнитный момент при номинальном напряжении, Н∙м: .

Кратность пускового момента: , где  и – номинальная мощность на валу и угловая номинальная частота вращения (Приложение Б).

Кратность пускового тока:

.

  1.  Опыт холостого хода асинхронного двигателя

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 соответственно модулей МПС и МП;
  •  переключатель SA1 МДС1 установить из положения «∞» в положение «0», напряжение принимает значение, равное номинальному, запускается асинхронный двигатель. Данные опыта занести в таблицу 2.

Таблица 2 – данные опыта

Данные опыта

Расчетные данные

U1ФН

I10

P

Р10

ΔPCТ

ΔPCТ.1

В

A

Вт

рад/с

Вт

Вт

Вт

Расчетные данные.

Коэффициент мощности : ,

где  – активная мощность трех фаз, Вт: ,

где m1 – число фаз асинхронного электродвигателя.

Потери в стали сердечника статора при напряжении U1ФН, Вт: ,

где  – потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт:

,

где r1 – активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды (Приложение Б);

– механические потери асинхронного двигателя (Приложение Б);

– механические потери машины постоянного тока (Приложение Б).

Значение тока холостого хода в относительных единицах: .

  1.  Снятие рабочих характеристик

Якорная цепь машины постоянного тока подключается на сопротивление.

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП – переключатель SA1 МДС1 установить из положения «∞» в положение «0», напряжение принимает значение, равное номинальному, запускается асинхронный двигатель;
  •  переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;
  •  ручкой автотрансформатора установить номинальное напряжение обмотки возбуждения UOB = UH = 200В, произвести первое измерение;
  •  переключателем SA1 МДС2 уменьшать сопротивление, пока ток якоря ГПТ не достигнет номинального значения IНАГР = IЯIЯН (IЯН = 1,3A). Выше этого значения двигатель не нагружать! SA1 в «0» не выводить!

Опытные данные как со стороны асинхронного двигателя, так и со стороны генератора, занести в таблицы 3 и 4.

Таблица 3 – данные опыта

Со стороны асинхронного двигателя

Данные опыта

Расчетные данные

U

I

P1

n

ΔPЭЛ.1

ΔPCТ

PЭМ

s

ΔPЭЛ.2

ΔPМЕХ

МЭМ

Р2

В

A

Вт

об/мин

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Н∙м

Вт

%

Таблица 4 – данные опыта

Со стороны ГПТ

Данные опыта

Расчетные данные

IЯ

UОВ

СМ

МЭМ

IЯ0

М0

М2

Р2

A

В

Н∙м

А

Н∙м

Н∙м

Вт

%

Электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя: ,

где r1 – активное сопротивление фазы статора (Приложение Б).

Потери в стали при напряжении U, Вт: ,

где  – потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт:

,

где r1 – активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды (Приложение Б);

 – механические потери асинхронного двигателя (Приложение Б);

– механические потери машины постоянного тока (Приложение Б).

Электромагнитная мощность, Вт: .

Скольжение: ,

где  – синхронная угловая частота вращения, рад/с;

n1 – синхронная частота вращения, об/мин;

– текущая угловая частота вращения, рад/с;

n – текущее значение частоты вращения, об/мин.

Электрические потери в обмотке ротора, Вт: .

Суммарные потери в двигателе, Вт: 

Электромагнитный момент асинхронного двигателя, Н∙м:

Полезный момент на валу двигателя, Н∙м: , ,

где  – момент холостого хода АД, Н∙м;

P – мощность холостого хода (берется из опыта холостого хода);

n – частота вращения холостого хода (берется из опыта холостого хода).

Полезная мощность на валу двигателя, Вт: .

Коэффициент полезного действия, %: .

Коэффициент мощности (расчетный): .

Электромагнитный момент ГПТ, Н∙м: ,

где CM – принимается из тарировочной кривой,  (Приложение В).

Момент холостого хода ГПТ, Н∙м: ,

где  – ток холостого хода, принимается из тарировочной кривой машины постоянного тока (Приложение В).

Полный момент на валу ГПТ, Н∙м: .

Полезная мощность на валу ГПТ, Вт: .

  1.  Расчет параметров асинхронного двигателя. Построение схемы замещения

Из опыта холостого хода можно определить:

  •  активное сопротивление намагничивающей цепи ;
  •  полное сопротивление намагничивающей цепи ;
  •  индуктивное сопротивление намагничивающей цепи .

Из опыта короткого замыкания можно определить:

  •  полное сопротивление ;
  •  активное сопротивление ; ;
  •  индуктивное сопротивление ; .

Т-образная схема замещения асинхронного двигателя представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Т-образная схема замещения.

  1.  Контрольные вопросы
    1.  Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?
    2.  Как изменится момент асинхронного двигателя при понижении напряжения питающей сети?
    3.  Может ли асинхронный двигатель создавать момент при синхронной частоте вращения, т.е. может ли он вращаться с синхронной частотой вращения?
    4.  Как изменяется ток статора двигателя при повышении напряжения и неизменной нагрузке на валу двигателя?
    5.  Объяснить физический смысл зависимости .

Вывод:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11038. Сетевое оборудование. Семейство технологий Ethernet (стандарт 802.3) 84.5 KB
  Сетевое оборудование В данном разделе рассматриваются работа физического и канального уровней модели ОСИ сетевых интерфейсов и линий связи. На канальном уровне сетевое оборудование реализует тот или иной метод доступа. Таким образом например Ethernet является как метод
11039. Сетевое оборудование стандарта Ethernet 2.38 MB
  Сетевое оборудование Выполняет функциинижних уровней OSI т.е. физического и канального. Все сетевое оборудование условно можно поделить на две группы: 1.Для построения локальных сетей 2.Для построения глобальных сетей Сетевое оборудование стандарта Ethernet. Ethe...
11040. Сетевые протоколы. Протокол TCP/IP 45 KB
  Сетевые протоколы. В данной теме рассматриваются протоколы сетевого и транспортного уровней модели OSI. На сетевом уровне требуется настроить адреса после чего узлы сети начинают видеть получать отклик друг друга. Транспортный уровень занимается коррекцией ошибо
11041. Аппараты распределительных устройств низкого и высокого напряжения 184 KB
  Переключатель – в отличии от рубильника имеет 2 системы неподвижных контактов и 3 коммутационных положения. В среднем положении контакты переключателю разомкнуты. В каждом положении происходит фиксация контактов.
11042. Мехатроника. Основные термины и определения 1.26 MB
  Введение. Основные термины и определения. Мехатроника это новое направление современной науки и техники которое стремительно развивается в последнее десятилетие во всем мире. Если наступивший век считается веком информатизации то для всех машин в самых различных сф
11043. Этапы развития мехатроники. Классификация мехатронных объектов 599.5 KB
  Этапы развития мехатроники. Классификация мехатронных объектов. Мехатроника является молодой областью науки и техники которая выделилась в самостоятельное направление совсем недавно. Об этом можно судить например по возрасту специальных периодических изданий: так ...
11044. Структура и принципы интеграции мехатронных модулей и машин 770 KB
  Структура и принципы интеграции мехатронных модулей и машин Структура мехатронных модулей Мехатронные модули по составу объединяемых устройств и элементов можно подразделить на три группы рис.3.1: модули движения; мехатронные модули движения; интеллек
11045. Мехатронные системы в машиностроительных технологиях 794.5 KB
  Мехатронные системы в машиностроительных технологиях. Автоматизация технологических процессов в производственной сфере проходит путем широкого внедрения мехатронных объектов. Аппаратурные вычислительные и программные возможности в настоящее время позволяют созд...
11046. Промышленные роботы. Основные определения и классификация 295.5 KB
  Промышленные роботы. Основные определения и классификация. Общие сведения о промышленных роботах Исторически мехатроника развивается в основном на базе робототехники. Однако мехатронный подход может быть реализован отнюдь не только в робото