![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Мета роботи. Дослідження робочих і механічних характеристик асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
Дослідження робочих і механічних характеристик асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
Тривалість заняття Тривалість лабораторної роботи 4 години.
Обладнання, матеріали та інструменти Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором, кнопки керування, магнітні пускачі, контактори, провідники, реостати, вимірювальні прилади, автоматичні вимикачі, трансформатори струму, машини постійного струму.
Місце проведення заняття Лабораторна робота проводиться в лабораторії електроприводу 7ма. Загальні відомості Трифазний асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором має найбільш широке застосування в народному господарстві. Механічні характеристики w=f(М) таких двигунів є різними для різних модифікацій електродвигунів. Двигуни загального застосування випускаються з нормальною характеристикою, але можуть бути і з підвищеним пусковим моментом та підвищеним ковзанням. Кранові двигуни мають підвищений максимальний і пусковий моменти порівняно з двигунами єдиної серії. Розрахунок механічних характеристик асинхронних двигунів із короткозамкненим ротором виконується за допомогою паспортних даних. Тільки для деяких типів двигунів (наприклад, кранових) механічні характеристики подаються в каталогах. Для розрахунку механічних характеристик необхідно такі паспортні дані: а) номінальна потужність на валі двигуна Рн, кВт; б) номінальна частота обертання ротора nн, об/хв; в) кратність максимального моменту l=Мкр/Мн. Для побудови механічної характеристики в інженерних розрахунках використовують спрощену формулу Клосса:
де Мкр - критичний момент, Sкр, S - критичне і біжуче значення ковзання. Розрахована за номінальними даними механічна характеристика дійсна тільки при номінальній напрузі, прикладеній до двигуна. Коли до двигуна прикладена інша напруга то обертовий момент змінюється пропорційно квадрату прикладеної напруги: М1/М2=(U1/U2)2. Ротор двигуна обертає якір генератора незалежного збудження, що жорстко з’єднаний з ним муфтою. Навантажуючи збуджений генератор за допомогою реостата Rн, завантажується одночасно досліджуваний двигун в лабораторній роботі. Нормальним з’єднанням обмотки статора з лінійною напругою джерела живлення 220 В повинен бути трикутник. Коли обмотки статора з’єднана в зірку, кожна із них буде отримувати понижену напругу в Дослідження робочих і механічних характеристик слід виконувати, для обох випадків: з’єднавши обмотки статора в зірку і в трикутник. Результати вимірювань, для кожного навантажування двигуна, при цих двох з’єднаннях обмоток статора записати в табл. 6.1.
Таблиця 6.1 Експериментальні дані
Генератор завантажують так, щоб струм асинхронного двигуна дорівнював 1, 5 Ін, про що роблять перший запис. Далі двигун поступово розвантажують до його неробочого ходу. У табл. 6.1 прийняті наступні позначення: U1 – лінійна напруга джерела живлення двигуна;
Р1=кТ.С.(РА+РС) – споживана двигуном потужність з мережі, де кТ.С. – коефіцієнт трансформації трансформатора струму. Швидкість обертання асинхронного двигуна вимірюється за допомогою вольтметра V2 ввімкненого в коло тахогенератора TG (1 В = 17, 3 об/хв). При розрахунках приймаємо: опір обмотки статора дорівнює r ст = 1, 63 Ом; UD/l=220/380 В; пн=1300 об/хв; ІD/l=11, 7/6, 9 А; п0=1500 об/хв; Р1н=2, 8 кВт; h = 74%; cosj = 0, 85. Щоб можна було накреслити робочі та механічні характеристики, необхідно виконати додаткові розрахунки, результати яких заносяться в таблицю 6.2. У табл. 6.2 прийнято наступні позначення: Рм1 – втрати потужності в обмотці статора, які відповідають даному струмові, коли з’єднано зіркою Рм1=3І12rст, а коли трикутником – Рм1=І12rст; Таблиця 6.2 Експериментальні та розрахункові дані
Рст - втрати потужності в сталі, які відповідають напрузі живлення і визначені способом розподілу втрат, коли з’єднання в зірку Рст = 60 Вт, коли в трикутник - Рст = 100 Вт. Згадані втрати потужності при всіх навантаженнях машини постійні; Рем - електромагнітна потужність, яка дорівнює: Рем= Р1 - (Рм1+ Рст), де М – електромагнітний момент, М=Рем/w; Рм2 – втрати потужності в обмотці ротора, Рм2 = Рем× s; Рмех – механічні втрати потужності, приймаються постійними з досліду розподілу втрат. Для даної роботи Рмех = 70 Вт; Рд – додаткові втрати потужності в двигуні, коли споживається номінальна потужність, і вони умовно приймаються рівними
å Р – сума всіх втрат потужності в двигуні: å Р=Рм1+ Рст+ Рм2+ Рмех+ Рд; Тоді корисна потужність на валі двигуна Р2 рівна: Р2=Р1 -å Р. Крім цього слід скористатися наступними виразами:
Схема експериментальної установки наведена на рис. 6.1. Досліджуваний асинхронний двигун вмикається в мережу автоматом QF1 і він запускається при з’єднанні обмоток статора в зірку з подальшим перемиканням їх у трикутник. Увімкнення обмотки статора в зірку і трикутник виконується магнітними пускачами КМU і КМD відповідно. Навантажувальний момент на валі досліджуваного двигуна M створюється генератором GN, який працює в режимі динамічного гальмування. Значення гальмівного моменту з боку машини GN регулюється за допомогою опору Rн, що є в колі якоря генератора. Вимірювальні прилади, що ввімкнені в коло якоря генератора GN, лише контролюють значення струму та напруги їх записувати не потрібно. Обмотка збудження генератора ОЗ GN вмикається в мережу автоматом QF2, а значення її струму регулюється реостатом Rр. Вимірювання потужності виконується за схемою двох ватметрів із трансформаторами струму. Під час запуску струмові обмотки ватметрів (виходи трансформаторів струму ТА) шунтують штирем (на схемі показані пунктиром), щоб не допустити вихід з ладу ватметрів під час пуску з великими пусковими струмами. Вольтметр V1, за допомогою перемикача SA, вимірює всі лінійні напруги мережі живлення.
Рис. 6.1. Схема лабораторної установки для дослідження асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором Послідовність виконання роботи 1. Ознайомитись з електричними машинами, які входять в експериментальну установку. 2. Вибрати апарати керування, вимірювальні прилади і скласти електричну схеми установки. 3. Запустити двигун при з’єднані обмотки статора в зірку, завантажити двигуна M генератором GN, записати значення струму І1, напруги U1, потужності Р1 і частоти обертання n при кожному навантаженні двигуна. 4. Запустити двигун при з’єднанні обмотки статора в трикутник з подальшим виконанням пункту 3. 5. Розрахувати робочі характеристики для роботи з обмоткою статора, з’днаною в зірку і трикутник І1=f(Р2), Р1= f(Р2), cosj= f(Р2), h= f(Р2). 6. Розрахувати механічні характеристики для роботи двигуна з обмотками, з’єднаними в зірку і трикутник: s=f(Ме) і w =f(М2), 7. Порівняти механічні експериментальні характеристики з характеристиками, побудованими з використанням паспортних даних двигуна. Зміст звіту 1. Назва роботи. 2. Мета роботи. 3. Порядок виконання роботи. 4. Схема експериментальної установки. 5. Паспортні дані електромашин, апаратів керування та вимірних приладів. 6. Таблиці з даними експерименту і розрахунків. 7. Робочі та механічні характеристики досліджуваного двигуна. 8. Висновки.
Питання для самоконтролю 1. Чому запускають двигун, з’єднавши його в зірку, коли лінійна напруга джерела живлення 220 В, а потім перемикають у трикутник? 2. Чому в схемі живлення двигуна увімкнені трансформатори струму? 3. Які функції виконує машина постійного струму GN? 4. Поясніть принцип роботи схеми керування магнітними пускачами?
|