15273

Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 Тема: Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным рото...

Русский

2013-06-11

632.32 KB

35 чел.

8

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3

Тема: «Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске»

Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным ротором: получить естественную механическую характеристику и семейство реостатных характеристик путём введения сопротивления в одну из фаз статора; снять пусковые характеристики при разных характерах и значениях нагрузок.

Основные теоретические сведения

Параметры АД являются переменными и изменяющимися в зависимости от скольжения ротора, что определяется насыщением зубцового слоя и вытеснением тока ротора. Изменение параметров АД значительно затрудняет расчёт их механических характеристик. Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения ротора двигателя или скольжения от момента, развиваемого двигателем при установившемся режиме работы:  или .

На рисунке 1 представлен примерный вид естественной механической характеристики АД с короткозамкнутым ротором.

Рисунок 1. Естественная механическая характеристика АД

Механическая характеристика асинхронного двигателя представляется обычно в виде зависимости вращающего момента от скольжения , т.е.

              (1)

где m - число фаз; p1 - число пар полюсов; f1 - частота питающей сети, Гц; U1 - первичное фазное напряжение статора, В; R1 и X1 - активное и индуктивное сопротивления статора, Ом;  и  - активное и индуктивное сопротивления ротора, Ом; S - скольжение ротора двигателя, %.

Из формулы (1) видно, что момент асинхронного двигателя при данном скольжении пропорционален квадрату напряжения, приложенного к статору. Следовательно, изменение подводимого напряжения оказывает значительное влияние на величину момента, развиваемого асинхронным двигателем. Понижение напряжения приводит к ухудшению пусковых и перегрузочных свойств асинхронных двигателей. Это, в свою очередь, сказывается на долговечности двигателя в связи с перегревом обмоток ротора.

Скольжение Sкр, при котором двигатель развивает максимальный момент, определяется по формуле:

            (2)

Выражение для максимального момента можно определить как:

            (3)

Момент i-й (на оси o-x) определяем по упрощённой формуле Клосса:

 

            (4)

Задание к лабораторной работе

  1.  Собрать схему лабораторных испытаний согласно схеме, показанной на рисунке 2;
  2.  Построить аналитически естественную механическую характеристику АД;
  3.  Экспериментальным методом с помощью приложения ActiveASMA определить естественную механическую характеристику, а также искусственные механические характеристики асинхронного двигателя, полученные путём введения сопротивления в одну из фаз статора;
  4.  С помощью приложения DynAMA построить пусковые характеристики при разных характерах и значениях нагрузок.

Рисунок 2. Схема электрическая соединений лабораторной установки по определению характеристик АДф.р

Ход работы

Построим аналитически естественную механическую характеристику АД.

Характеристики двигателя:

, кВ

, А

, кВ

, об/мин

𝜆

0,4

0,87

0,27

1500/1420

1,75

3,15

Угловая скорость номинальная:

           Угловая скорость идеального холостого хода:

Номинальный момент двигателя:

Номинальное и критическое скольжение двигателя:

 Момент i-й (на оси o-x) определяем по упрощённой формуле Клосса:

Задаваясь значениями S в приложении Mathcad14, с помощью формулы Клосса построим естественную механическую характеристику АД (рисунок 3).

Рисунок 3. Естественная механическая характеристика АД, полученная теоретическим методом

Используя приложение ActiveASMA, построим естественную и искусственные механические характеристики АД, добавляя сопротивление в одну из фаз статора (рисунок 4).

n, об/мин

1

 М, Нм

Рисунок 4. Естественная и искусственные механические характеристики АД (1 – естественная механическая характеристика)

С помощью приложения DynAMA построим пусковые характеристики при разных характерах и значениях нагрузок (рисунки 5 - 8).

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 5. Пусковые характеристики АД при вентиляторной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 6. Пусковые характеристики АД при нагрузке с большим инерционным моментом (инерционное колесо)

t, с

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

Рисунок 7.1. Пусковые характеристики АД при компрессорной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 7.2. Пусковые характеристики АД при компрессорной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 7.3. Пусковые характеристики АД при компрессорной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 8. Пусковые характеристики АД при крановой нагрузке

Вывод

В ходе лабораторной работы были построены искусственные механические характеристики АД, полученные путём введения сопротивления в одну из фаз статора. По мере уеличения сопротивления двигатель работал менее устойчиво, появилась вибрация и биения ротора, снизилась мощность двигателя. Это объясняется появлением несимметрии в картине электромагнитного поля статора и, как следствие, смещением центра тяжести поля относительно геометрического центра тяжести ротора машины.

Пусковые характеристики позволяют более точно описать характер нагрузки каждого типа рабочей машины, определить предельные значения пускового тока и момента, а так же время переходного процесса.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16351. ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ 103.12 KB
  ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ 1. Цель работы 1.1. Ознакомление с конструкцией трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 1.2. Проведение опытов холостого хода короткого замы
16352. ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ 200 KB
  ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1.1. Ознакомиться на разобранном образце по учебнику и конспекту лекций с конструкцией асинхронного двигателя с фазным ротором. 1.2. Получить практические навыки пуска асинхронного двигателя с ...
16353. РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ИНДИВИДУАЛЬНУЮ НАГРУЗКУ 280 KB
  РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ИНДИВИДУАЛЬНУЮ НАГРУЗКУ ЦЕЛЬ РАБОТЫ Ознакомиться по учебнику и конспекту лекций с конструкцией основных видов синхронных машин. Приобрести практические навыки в исследовании синхронных машин. П...
16354. ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ В РЕЖИМЕ ГЕНЕРАТОРА 318 KB
  ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ В РЕЖИМЕ ГЕНЕРАТОРА. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Ознакомиться на разобранном образце по учебнику и конспекту лекций с конструкцией асинхронной машины. Получить практические навыки перевода асинхронной машины из двигател...
16355. Исследование параметров микроклимата 404 KB
  Исследование параметров микроклимата Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей Безопасность жизнедеятельности. Методические указ
16356. Контроль состояния изоляции проводов 99.5 KB
  Контроль состояния изоляции проводов Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей Безопасность жизнедеятельности. Методические ука...
16357. Определение электрического сопротивления тела человека 644 KB
  Определение электрического сопротивления тела человека Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей Безопасность жизнедеятельности. ...
16358. Измерение параметров электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 290.5 KB
  Измерение параметров электромагнитных полей на рабочих местах оборудованных ПЭВМ Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей Безопа...
16359. Исследование эффективности и качества искусственного освещения 266 KB
  Исследование эффективности и качества искусственного освещения Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей Безопасность жизнедеяте