16351

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

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

Русский

2013-06-20

103.12 KB

17 чел.

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 замыкания, трехфазного  асинхронного  двигателя  с  короткозамкнутым   ротором.

 1.3. Построение по снятым данным круговой диаграммы и рабочих характеристик трехфазного асинхронного  двигателя с короткозамкнутым ротором.

2.  КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

2.1. Круговая диаграмма АД

Снятие опытным путем рабочих характеристик асинхронного двигателя (P1, cosφ1, S, n, I1, Mэм =f(P2)), часто представляет большие трудности, так как необходимо иметь нагрузочную машину, имеющую мощность  соизмеримую с мощностью испытуемого двигателя, центрировать её, градуировать её показатели, собирать измерительную схему.

Другой путь получения рабочих характеристик заключается в использовании круговой диаграммы, которую в свою очередь можно построить всего лишь по данным из опытов холостого хода и короткого замыкания.

Круговая диаграмма (КД) асинхронного двигателя представляет собой окружность с дополнительными прямыми, которую описывает конец вектора тока  I1  при изменении скольжения S при постоянных U1, f1 и постоянных параметрах машины (r1, x1, r'2, x'2, rm, xm).

В ходе данной лабораторной работы необходимо построить упрощённую КД (рис. 2.1), которая строится на основании упрощённой Г – образной схемы замещения (рис. 2.2), в которой цепь намагничивания выноситься на зажимы внешней сети с напряжением U1   при этом считается, что параметры рабочей цепи r1, x1, r'2, x'2 не изменяются.

На упрощённой круговой диаграмме представленной на рис. 1.1 можно выделить следующие характерные точки: (∙) Н – точка холостого хода (S = 0), при этом предполагается, что точка реального холостого хода Н, соответствует идеальному холостому ходу; (∙) К – точка короткого замыкания (S = 1);  (∙) Т – точка соответствующая скольжению S =±∞.

Рис. 2.1. Упрощённая круговая диаграмма АД

При этом выше приведенные точки делят окружность на области: область диаграммы HDK соответствует двигательному режиму работы асинхронной машины, область HLT – генераторному режиму, область КТ – режиму электромагнитного тормоза (противовключение).

Рис. 2.2. Упрощённая Г – образная схема замещения асинхронной машины

Кроме того, на кривой диаграмме (рис. 2.1) можно выделить прямые называемые линией подведенной мощности P1 (ось абсцисс), линией полезной мощности P2 (прямая НК) и линией электромагнитной мощности Рэм (прямая НТ).

Таким образом, если машина работает с нагрузкой на валу определяемой током I1=OD, то отрезок Da масштабе мощности mp показывает величину потребляемой ею мощности P1. Отрезок da – определяет мощность холостого хода  P0=3I02r1+Pc+Pмех+Pд. Так как при увеличении нагрузки потери в стали статора Pc  и механические потери Pмх  уменьшаются, а потери в стали ротора растут, то можно приближённо считать, что P0 не зависит от нагрузки Р0=НН0=da=LC=const.

Отрезок bd показывает сумму электрических потерь обмотке статора и ротора: dcэ1; bcэ2.

Таким образом отрезок Db=Da - ba равен полезной мощности Р2 развиваемой машиной.

2.2.  Опыт холостого хода

Опыт холостого хода производится при работе двигателя на холостом ходе, без нагрузки на валу. При этом измеряется первичная мощность холостого хода Р0 и ток холостого хода I0 при изменении приложенного к обмотке статора напряжения U1=(0,4÷1,2)U  (здесь имеются  в виду фазные значения U1, I0).

Из характеристик холостого хода трансформатора мы помним, что I0 не линейно зависит от U1 из-за насыщения магнитной цепи машины. По этой же причине сosφ0 уменьшается с увеличением U1, так как растёт потребление реактивной мощности машиной.

Большая часть потребляемой машиной мощности на холостом ходу идёт на покрытие потерь Рмех. Механические потери зависят только от скорости вращения, а не от величины приложенного напряжения U1, а так как частота вращения  в опыте холостого хода, практически не изменяется, то  Рмех являются постоянными.

Потери в стали машины определяются как: ;

Параметры схемы замещения: rm0/m (I0)²;  xm=(zm²- rm²)½; zm =U1/I0

где rm – сопротивление цепи намагничивания эквивалентное потерям         в стали, zm– полное сопротивление цепи намагничивания.

2.3. Опыт короткого замыкания

Опыт короткого замыкания производиться при неподвижном роторе и при пониженном напряжении U1k подводимого к статору машины, так чтобы ток Ik превышал номинальное значение не более чем в 1,2 раза (обычно напряжение U1k составляет 15÷20 % от U).

По данным  опыта короткого замыкания можно построить  характеристики короткого замыкания. Причем, зависимости Ik, Pk, cosφk от напряжения f(U1k) подобны аналогичным зависимостям полученным при проведении опыта короткого замыкания для трансформатора.

Параметры короткого замыкания (rk, xk, zk), пренебрегая цепью намагничивания, определяются выражением: zk. =U1k/ Ik;

Мощность короткого замыкания Рк затрачивается практически только на потери в обмотках статора и ротора: rk= Рк/ (Ik)²;  xk=(zk²- rk²

Потерями в стали в данном случае можно пренебречь, так как² опыт короткого замыкания производится при пониженном напряжении, а Рс~U12.

Принципиальная электрическая схема лабораторной

установки

                            

Uхх, B

Iхх, A

Pхх, Вт

U1к.з, B

Iк.з, A

Pк.з, Вт

Опыт х.х.х

150

2,25

200

-

-

-

Опыт к.з

-

-

-

48

5

175

Данные для построения рабочих характеристик

1

2

3

4

5

6

7

8

I1, A

2,25

2,77

3,075

3,575

4,175

4,9

5,7

6,28

cosφ1

0,352

0,538

0,59

0,632

0,66

0,632

0,59

0,538

P1, Вт

907,5

1353

1567

1881

2228

2574

2901

3036

P2, Вт

0

379,5

528

693

775

663

412

0

η

0

0,28

0,337

0,368

0,348

0,258

0,142

0

S

0

0,064

0,1

0,16

0,182

0,377

0,588

1

n2 об/мин

1500

1404

1350

1259

1226

934,8

618

0

M2 Нм

0

2,835

4,21

6,3

8,41

10,71

12,61

15,75

Рабочие характеристики.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32232. Связь между принципами максимумами и динамическим программированием 359.5 KB
  17 является скалярным произведением векторов Ψ и X: Н = ψ 8. Вектор касателен к траектории t и нормален к векторам ψ и –ψ что определяет оптимальный процесс перехода из в . Максимальное быстрое уменьшение J будет происходить очевидно что если вектор скорости Хточка в направлении убывании убывание J будет максимальным. Для обеспечения этого необходимо чтобы проекция вектора скорости движения изображающей точки Хточка на вектор отрицательной нормалям к поверхности J...
32233. Синтез оптимального по быстродействию программного управления 211 KB
  3 Где уравнение динамики объекта управления Поскольку то максимум функции Н реализуется одновременно с максимумом функции: 9. Решим задачу определения оптимального по быстродействию программного управления на примере объекта второго порядка: .1 То структурная схема объекта представлена на рис. Структурная схема объекта управления В соответствии со структурной схемой на рис.
32234. Синтез замкнутых систем управления, оптимальных по быстродействию 147 KB
  невозможно путём интегрирования уравнений объекта найти уравнения траекторий в nмерном пространстве.6 в этом случае можно представить относительно других координат: где i = 12n Тогда уравнения проекций фазовых траекторий на координатные плоскости при U = const будут иметь вид: Интегрируя это выражение получим: где ; координаты точек через которые проходит проекция 10.2 С помощью уравнений проекций фазовых траекторий определяем координаты точек переключений U.6 получим выражение...
32235. Аналитическое конструирование регуляторов (АКОР) 137.5 KB
  он ограничивает и отклонение переменных состояния объекта управления и управляющего воздействие данная задача определения оптимального регулятора получила широкое распространение. Задана динамика объекта управления: ; 1 или 1 где А=[nn] коэффициентная матрица динамики объекта B=[nm] – матрица коэффициентов управляющих воздействий xiн=xi0 xiк=xitк – граничные условия. Критерий...
32236. Системы, оптимальные по расходу ресурсов 199 KB
  Все они имеют ограничения по величине управляющего воздействия что довольно очевидно.4 В качестве критерия выберем интегральный критерий обеспечивающий одновременно ограничение переходного процесса по времени и по расходу управляющего воздействия п1.16 Системы из исходного состояния х10х20 в начале координат х1к=0х2к=0 должно производится следующим путем изминения управляющего воздействия: п1.17 Следовательно необходимо найти...
32237. Оптимальное управление. Определение оптимального управления. Критерии оптимальности 370.5 KB
  Количественная мера по которой производится сравнительная оценка качества управления и которая включает в себя максимальное количество отдельных показателей качества управления называется критерием оптимизации. Если эту меру критерий можно выразить формально в виде математического выражения то тогда можно задачу синтеза оптимального управления сформулировать следующим образом. Необходимо найти такой закон управления объектом Ut или UХ где tвремя X внутренние и выходные переменные координаты объекта управления...
32238. Определение оптимального управления формулируется в виде трех типов задач 169 KB
  Дана замкнутая система управления объект управления и регулятор. Второй тип задач: Дана разомкнутая система автоматического управления. В итоге решения этой задачи получается оптимальная система программного управления см.
32239. История развития методов синтеза оптимального управления 52.5 KB
  Задача Эйлера.2 называется уравнением Эйлера. Если функционал J зависит от функции F аргументом которой являются несколько переменных: то получается система из “n†уравнений Эйлера: 3.4 то экстремаль определяется интегрированным уравнением ЭйлераПуассона: .
32240. Синтез оптимального управления путем решения общей задачи Лагранжа 177 KB
  2 Эти уравнения получаются из описания динамики объекта управления. Рассмотрим решение общей задачи Лагранжа для объекта второго порядка: .8 Запишем уравнение динамики объекта в фазовых переменных координатах: x1=qзy; .7 Для объекта второго порядка i=12 они будут иметь вид: 4.