Лабораторные работы по электротехнике

Математика
Дифференциальные уравнения

Исследование функции

Комплексные числа
Построение графика
Примеры решения дифференциальных уравнений
Интеграл
Аналитическая геометрия
Вычисление площадей
Графики функций
Предел последовательности
Предел функции
Комбинаторика
Вычисление площадей в декартовых координатах
Вычисление площадей фигур при параметрическом задании границы
Вычислении площадей в полярных координатах
Вычисление обьема тела
Вычисление длин дуг кривых, заданных в декартовых координатах и параметрически
Типовой расчет примеры решения задач
Бином Ньютона
Физика
Хаpактеpистика и законы сил механики
Кинетическая и потенциальная энергия
Постулаты теоpии относительности
Электpический заpяд
Электpическая емкость пpоводников и конденсатоpов
Закон Ампеpа
Лабораторные работы по электротехнике
Геометрическая оптика

Фотометрия

Дифракция севета
Поляризация света
Оптика движущихся тел
Интерференция света
Фотоэлектрический эфект
Ренгеновское излучение
Радиоактивность
Учебник по Microsoft Office
Ядерные реакции
Задачи
Кинематика
Механика
Термодинамика
Электростатика
Магнитное поле
Ядерная физика
 

Лабораторная работа 8

Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Цель работы – экспериментальное исследование статических характеристик трехфазного асинхронного двигателя в различных режимах его работы.

Указания по выполнению работы

К выполнению работы следует приступать после изучения раздела “Трехфазные асинхронные двигатели” по одному из учебников списка литературы, приведённого в конце настоящего пособия.

Описание лабораторной установки


Лабораторная установка (рис. 8.1) содержит электромеханический блок и комплект измерительной и регулирующей аппаратуры.

Электромеханический блок включает испытуемый трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором АД, нагрузочную машину НМ, электромеханический тахогенератор ТГ и устройство измерения вращающего момента испытуемого двигателя. Роторы всех машин жестко связаны между собой с помощью соединительных муфт. Статор исследуемой машины подвешен соосно с валом ротора и снабжён противовесом P. При нагрузке на вал статор отклоняется от положения равновесия до тех пор, пока момент, создаваемый противовесом , не уравновесит момент нагрузки . Измерение момента нагрузки производится по углу отклонения a. Для снижения погрешности отсчёта угол отклонения статора увеличивается зубчатой передачей. Цена деления шкалы угломерного устройства – 19 Г·см/град или 19,4·10–4 Н·м/град.

В качестве испытуемой используется машина типа ДТ-75 с номинальным фазным напряжением 220 В. Для предотвращения выхода из строя двигателя все испытания проводятся при пониженном напряжении. Обмотки статора АД соединены треугольником и через выключатель S1 подключены к сети с линейным напряжением 127 В. Паспортные данные на испытуемый двигатель представлены в таблице 8.1.

Таблица 8.1

Тип

Uф н

В

Iф н

А

P2 н

Вт

n2 н

об/мин

ηн

%

cosφ

f

Гц

р

ДТ-75

220

0.4

75

2800

65

0.76

50

1

Нагрузочный момент на валу АД создается двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением типа ЭП мощностью 245 Вт и напряжением питания 110 В. Регулирование нагрузочного момента осуществляется изменением напряжения на якоре этой машины с помощью реостатов R1 и R2 при неизменном напряжении 110 В на обмотке возбуждения.

Скорость вращения ротора исследуемой машины измеряется с помощью тахогенератора ТГ, в качестве которого используется машина постоянного тока типа ДПР с возбуждением от постоянных магнитов, работающая в режиме генератора. Величина ЭДС якоря ТГ пропорциональна скорости вращения, поэтому её можно определить по показаниям вольтметра постоянного тока Vтг.

Для измерения активной мощности, потребляемой исследуемой машиной, величин фазных напряжений и линейных токов используется измерительный комплект К505.

Программа работы

1. Исследование режима холостого хода двигателя.

2. Снятие рабочих характеристик двигателя.

3. Снятие механических характеристик двигателя.

Методика выполнения работы

1 Исследование режима холостого хода

В этом режиме потери в ферромагнитном сердечнике, обмотках статора и ротора, механические потери (на трение в подшипниках, на самовентиляцию) и добавочные потери испытуемого асинхронного двигателя должны быть скомпенсированы вращающим моментом нагрузочной машины. Развиваемый испытуемым асинхронным двигателем электромагнитный момент должен быть равен нулю, что можно обеспечить лишь в том случае, если обе электрические машины – АД и НМ – будут иметь одинаковое направление вращения. Для создания режима холостого хода испытуемого АД необходимо:

При разомкнутом выключателе S2 с помощью выключателя S1 кратко-временно подать питание на испытуемую машину и заметить направление вращения вала

При разомкнутом выключателе S1 с помощью выключателя S2 кратковременно подать питание на нагрузочную машину и заметить направление вращения вала. Если направление вращения вала НМ противоположно направлению вращения вала АД, то следует изменить направление вращения АД. Для этого, убедившись в том, что выключатель S1 выключен, нужно поменять местами два любых линейных провода.

После согласования направлений вращения обеих электрических машин следует замкнуть выключатель S2 и установить движки регулировочных реостатов R1 и R2 в крайние положения, при которых вал установки будет неподвижен.

Включить S1 и, плавно перемещая движки потенциометров R1 и R2, увеличить напряжение на якоре нагрузочной машины до такой величины, при которой стрелка указателя момента встанет на нулевую отметку.

Произвести измерение линейных напряжений, токов и активных мощностей в положениях «A» и «B» переключателя фаз комплекса К50, а также напряжения на зажимах тахогенератора. Результаты измерений занести в таблицу 8.2.

Таблица 8.2

Результаты измерений

Результаты вычислений

В

А

PB

Uтг х

В

P1х

Вт

cosj

Kтг

В/(об/ мин)

Вт

Не выключая S1 и S2 перейти к снятию рабочих характеристик АД.

При оформлении отчета следует рассчитать мощность, потребляемую из питающей сети в режиме холостого хода P1х= PА±PB, коэффициент мощности в режиме холостого хода  и коэффициент передачи тахогенератора Kтг=Uтг х/n1, где п1=60·f /р – скорость вращения магнитного поля статора АД, р – количество пар полюсов статора АД. Результаты расчета поместить в таблицу 8.2.

2 Снятие рабочих характеристик двигателя.

Постепенно уменьшая напряжение на якоре машины постоянного тока с помощью потенциометров R1 и R2 и увеличивая тем самым момент нагрузки на выходном валу испытуемого двигателя АД, провести 5-6 измерений Uл, Iл, PА, PB и Uтг в диапазоне моментов 0 £ M2 £ M2н/3. Показания приборов занести в таблицу 8.3. По завершении эксперимента разомкнуть S1 и S2.

При оформлении отчета по результатам измерений следует рассчитать мощность, потребляемую из питающей сети P1=PА±PB, коэффициент мощности , скорость вращения ротора n2=Uтг/Kтг, скольжение s=(n1–n2)/n1, полезную механическую мощность на валу P2=M2·p·n2/30 и коэффициент полезного действия АД h=100·P2/P1. Результаты расчета поместить в таблицу 8.3.

3 Снятие механических характеристик двигателя.

3.1 Генераторный режим.

В генераторном режиме ротор асинхронного двигателя под действием вращающего момента нагрузочной машины вращается со скоростью, большей скорости вращения магнитного поля (n2>n1). Электромагнитный момент испытуемого двигателя – отрицательный (M2<0).

Для выполнения опыта необходимо:

Замкнуть выключатели S1 и S2 и с помощью движков реостатов R1 и R2 вывести АД в режим, при котором напряжение зажимах тахогенератора достигнет величины »1,3·Uтг х. Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и Uтг в строку 1 таблицы 8.4.

Уменьшая потенциометрами R1 и R2 момент нагрузочной машины и постепенно снижая скорость вращения ротора до скорости холостого хода, провести измерения еще в трех точках диапазона, занося результаты в строки 2¼4 таблицы 8.4.

3.2 Двигательный режим

В двигательном режиме асинхронный двигатель создаёт положительный момент (M2>0) и вращается со скоростью, меньшей скорости вращения магнитного поля (0<n2<n1).

Для выполнения опыта необходимо:

C помощью движков реостатов R1 и R2 вывести АД в режим, при котором его электромагнитный момент достигнет максимального значения М2 max, а скорость вращения – критического значения n2 кр. Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и Uтг в строку 10 таблицы 8.4.

Уменьшая величину электромагнитного момента от М2 max до нуля (ре-жим холостого хода) провести измерения еще в 4 точках диапазона. Показания приборов занести последовательно в строки с 9 по 6 таблицы 8.4.

C помощью движков реостатов R1 и R2 вывести АД в режим короткого замыкания (пусковой режим), при котором скорость вращения ротора равна нулю, а развиваемый электромагнитный момент соответствует пусковому Мп. Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и Uтг в строку 13 таблицы 8.4.

Провести измерения еще в двух точках двигательного режима при значениях скорости вращения ротора в диапазоне n2 кр>n2>0, занося показания приборов в строки 12-11 таблицы 8.4.

3.3 Режим электромагнитного тормоза (режим противовключения)

В этом режиме ротор асинхронного двигателя под действием вращающего момента нагрузочной машины вращается в направлении, противоположном вращению магнитного поля (n2<0). Электромагнитный момент испытуемого двигателя положительный (M2>0).

Для выполнения опыта необходимо:

Разомкнуть S1 и S2 и изменить направление вращения АД, поменяв местами два любых линейных провода, подходящих к зажимам S1.

Замкнуть S1 и S2 и устанавливать с помощью движков реостатов R1 и R2 такие значения скорости вращения ротора АД, при которых напряжение на зажимах тахогенератора принимает значения »0,2Uтг х, »0,4Uтг х и »0,6Uтг х. Занести результаты измерения Uл, Iл, M2 и Uтг в строки 14-16 таблицы 8.4.

При оформлении отчета по результатам измерений необходимо рассчитать значения скорости вращения ротора n2 и скольжения s.

Содержание отчета

1. Схема лабораторной установки (рис.8.1).

2. Расчетные формулы и результаты расчетов. Заполненные таблицы 8.1–8.4.

3. Семейство кривых п2(Р2), М2(Р2), Iл(Р2), η(Р2), cosφ2(Р2), построенных по данным таблицы 8.3 и размещенных на одном рисунке.

4. Графики механических характеристик n2(M2) и M2(s), построенных по данным таблицы 8.4.

5. Выводы по работе.

Лабораторные работы по электротехнике