11878

Исследование асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Лабораторная работа

Энергетика

Цель работы Исследование рабочих свойств электродвигателя путем снятия соответствующих опытных характеристик Программа работы Изучить схемы для исследования асинхронного электродвигателя с фазным ротором в дальнейшем изложении АДФР

Русский

2013-04-14

311.5 KB

21 чел.

  1.  Цель работы
    1.  Исследование рабочих свойств электродвигателя путем снятия соответствующих опытных характеристик
  2.  Программа работы
    1.  Изучить схемы для исследования асинхронного электродвигателя с фазным ротором (в дальнейшем изложении АДФР)
    2.  Исследовать двигатель в режиме короткого замыкания. Исследовать двигатель в режиме холостого хода
    3.  По опытам холостого хода и короткого замыкания рассчитать параметры двигателя, построить схему замещения
    4.  Снять рабочие характеристики двигателя по методу непосредственной нагрузки при введении сопротивлений в цепь ротора
    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);
  •  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:

Для проведения работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая работа.

  1.  Опыт короткого замыкания

Опыт короткого замыкания проводится при неподвижном (заторможенном) роторе
s = 1 и пониженном напряжении, при котором ток статора примерно равен номинальному току статора .

Схема для проведения опыта короткого замыкания представлена на рисунке 1.


Рисунок 1 – Схема для проведения опыта короткого замыкания

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 соответственное МПС и МП;
  •  переключателем SA1 МДС1 вводить сопротивление в цепь статора до тех пор, пока ток статора примерно будет равен номинальному. Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1 – данные опыта

Данные опыта

Расчетные данные

U1ФК

I1ФК

P1ФК

P

ΔPЭЛ.1

ΔPCТ

PЭМ.К

МЭМ.К

zK

rK

xK

В

A

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Н∙м

Ом

Ом

Ом

Расчетные данные.

Трехфазная активная мощность при опыте короткого замыкания, Вт: .

Электрические потери в цепи статора, Вт: .

Потери в стали при напряжении U1K, Вт: ,

где  – потери в стали при номинальном напряжении, Вт.

Электромагнитная мощность при опыте короткого замыкания, : .

Электромагнитный момент при опыте короткого замыкания, Н∙м:

,

где n1синхронная частота вращения, об/мин;

синхронная угловая частота вращения, рад/сек: ,

где pчисло пар полюсов (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

Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема для проведения опыта холостого хода

Опыт проводится в следующей последовательности:

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

Таблица 2 – данные опыта

Данные опыта

Расчетные данные

U1ФН

I10

P

n

P10

ΔPЭЛ.1

P0m

ΔPCТ

ΔPCТ.1

В

A

Вт

об/мин

рад/с

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Расчетные данные.

Коэффициент мощности ,

где P10 – активная мощность трех фаз, Вт: .

Электрические потери в цепи статора, Вт: .

Потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт:

,

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

 – механические потери асинхронного двигателя (Приложение Б);

– механические потери машины постоянного тока (Приложение Б).

Потери в стали сердечника статора при любом другом напряжении могут быть пересчитаны через квадрат напряжения: ,

где  – потери в стали при любом значении напряжения U1, Вт.

Значение тока холостого хода в относительных единицах:.

  1.  Расчет параметров асинхронного двигателя. Построение схемы замещения

Из опыта холостого хода:

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

Из опыта короткого замыкания:

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

Т-образная схема замещения асинхронного двигателя представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Т-образная схема замещения.

  1.  Снятие рабочих характеристик

Схема для снятия рабочих характеристик, представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема для снятия рабочих характеристик.

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  переключателем SA1 модуля МДС1 ввести сопротивление (задается преподавателем);
  •  включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП, запустится асинхронный двигатель. Нагрузкой ГПТ служат сопротивления RP1 модуля МДС2;
  •  переключателем SA1 МДС2, уменьшая сопротивление, увеличивать нагрузку ГПТ, пока ток якоря ГПТ не достигнет номинального значения IНАГР = IЯIЯН (IЯН = 1,3А, изменить сопротивление в цепи ротора и повторить опыт.

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

Таблица 3 – данные опыта

Со стороны асинхронного двигателя

Данные опыта

Расчетные данные

U

I

P1

n

I2

U1

ΔPЭЛ.1

ΔPCТ

PЭМ

s

ΔPЭЛ.2

ΔPМЕХ

ΔPЭЛ.ДОБ

Р2

МЭМ

В

A

Вт

об/мин

A

1/c

В

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

%

Н∙м

Таблица 4 – данные опыта

Со стороны ГПТ

Данные опыта

Расчетные данные

IЯ

UЯ

СМ

МЭМ

IЯ0

М0

М2

Р2

A

В

Н∙м

А

Н∙м

Н∙м

Вт

%

Расчетные данные со стороны асинхронного двигателя:

Частота вращения электродвигателя, рад/с: .

Электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя: ,

где r1 – активное сопротивление фазы статора, приводится в паспортных данных двигателя, Ом (Приложение Б).

Потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт:

,

где  – механические потери асинхронного двигателя, Вт (Приложение Б);

– механические потери машины постоянного тока, Вт (Приложение Б).

Потери в стали при напряжении U, Вт: ,

Электромагнитная мощность, Вт: .

Скольжение:.

Электрические потери в обмотке ротора, Вт: .

Электрические потери в добавочных сопротивлениях ротора, Вт: .

Суммарные потери в двигателе, Вт: .

Полезная мощность на валу двигателя, Вт: .

Полезный момент на валу двигателя, Н∙м: .

Электромагнитный момент двигателя, Н∙м: .

где  – синхронная угловая частота вращения электродвигателя, 1/с.

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) и пропорционален механическим потерям и потерям стали ГПТ, А.

Полный момент на валу ГПТ, Н∙м: .

Полезная мощность на валу ГПТ, Вт: .

Рабочие характеристики представляют собой графически изображенные зависимости тока статора, потребляемой из сети активной мощности, частоты вращения, скольжения, электромагнитного момента, КПД и коэффициента мощности от полезной мощности на валу двигателя:

.

По данным опыта построить механическую  и электромеханическую  характеристики.

  1.  Контрольные вопросы
    1.  Как изменить направление вращения асинхронного двигателя? Как изменится момент асинхронного двигателя при понижении напряжения питающей сети?
    2.  Может ли асинхронный двигатель создавать момент при синхронной частоте вращения, т.е. может ли он вращаться с синхронной частотой вращения?
    3.  Как изменяется ток статора двигателя при повышении напряжения и неизменной нагрузке на валу двигателя? Объяснить физический смысл зависимости .
    4.  Как влияет величина добавочного сопротивления в цепи ротора на величину момента? Как влияет величина добавочного сопротивления в цепи ротора на жесткость механической характеристики?

Вывод:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71603. ОБЪЕКТ И СУБЪЕКТ В СОДЕРЖАНИИ ПРАВООТНОШЕНИЯ ПО УСЫНОВЛЕНИЮ РЕБЕНКА 114.5 KB
  Как известно участниками правоотношений являются субъекты права под которыми понимаются лица и их объединения выступающие в качестве носителей предусмотренных законом прав и обязанностей. Таким образом рассматривая институт усыновления отметим что субъектом является...
71604. ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ФОРМ ЛИЦЕНЗИРУЕМОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 154 KB
  Уменьшение лицензируемых видов деятельности следует связывать с пониманием ограничительной роли лицензионной системы и выявлением в ходе правоприменительной деятельности отсутствия необходимости в столь жестком регулятивном механизме в отношении большинства видов деятельности.
71605. ЮРИДИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕЗУМПЦИИ ВИНОВНОСТИ В ГРАЖДАНСКОМ ПРАВЕ 67.5 KB
  Проблемам юридической техники в отечественной правовой науке традиционно не уделялось должного внимания а проводившиеся исследования почти исключали сферу частного права поскольку его существование не признавалось официальной политико-правовой доктриной.
71606. ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИЙ РОССИЙСКОЙ ТАМОЖНИ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ КАК ОДНА ИЗ ЦЕЛЕЙ АДМИНИСТРАТИВНОЙ РЕФОРМЫ В РОССИИ 77 KB
  Указом Президента России от 23 июля 2003 г. Понятие функция федерального органа исполнительной власти означает нормативно установленный вид властной деятельности органа государства постоянно осуществляемый им в масштабах Российской Федерации.
71607. ОРГАНЫ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ КАК ОРГАНЫ ОПЕКИ И ПОПЕЧИТЕЛЬСТВА: ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА 81 KB
  Еще в период существования советского государства законодатель наделил местные администрации в РСФСР полномочиями на осуществление функций опеки и попечительства установив их компетенцию в Положении об органах опеки и попечительства в РСФСР от 30 апреля 1986 г.
71608. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1.4 MB
  Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Удовлетворение потребностей железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется в основном путем присоединения железнодорожных установок к районным сетям энергосистемы.
71610. Каузальная атрибуция в межличностном общении студентов 158 KB
  Изначально идея познания человеком окружающего мира находилась в русле философской теории познания и рассматривалась только в русле отношений с природой. Если первое относится только к миру духовных сущностей идей то второе годно для познания чувственных вещей которые изменчивы...