Правила оформления отчета 4 страница

План работы

Провести опыт нагрузки. 1. Собрать электрическую цепь по предложенной схеме (рис.19).

2. Включить питание и установить с помощью автотрансформатора по вольтметру PV1 номинальное напряжение на первичной обмотке В.

Рис. 19

3. Изменяя с помощью реостата Rн ток нагрузки от нуля до номинального значения ( А) при В= , измерить токи первичной и вторичной обмоток, мощность , потребляемую трансформатором, а также напряжение вторичной обмотки . При проведении опыта ток вторичной обмотки менять с шагом 1,0 А Результаты измерений занести в табл.6.

Таблица 6

Измеренные величины	Вычисленные величины
, В	, А	, Вт	, В	, А	, Вт

4. Снизить автотрансформатором напряжение до нуля, отключить питание.

5. По данным опыта вычислить мощность нагрузки , коэффициент мощности , КПД трансформатора по формулам: , , .

6. Построить внешнюю характеристику и зависимости , .

Провести опыт холостого хода. 1. Для выполнения этого опыта отключить от вторичной обмотки нагрузку (реостат Rн) и амперметр .

2. Включить питание и установить напряжение на первичной обмотке В.

3. Измерить ток холостого хода напряжение и мощность , потребляемую трансформатором. Результаты измерений занести в табл. 7.

Таблица 7

Измеренные величины	Вычисленные величины
, В	, В	, А	, Вт

4. Снизить автотрансформатором напряжение до нуля, отключить питание.

5. По данным опыта вычислить коэффициент мощности , коэффициент трансформации . Результаты вычислений занести в табл. 7.

Провести опыт короткого замыкания.

1. Создать режим короткого замыкания трансформатора, замкнуть вторичную обмотку на амперметр (рис. 20); подключить к первичной обмотке вольтметр с меньшим пределом измерений (50 или 75 В).

2. Включить питание и установить на первичной обмотке напряжение так, чтобы ток имел номинальное значение 4 А, соответствующее данному трансформатору. Измерить , , , и занести результаты в табл.8.

3. Снизить автотрансформатором напряжение до нуля, отключить питание. 4. По данным опыта вычислить и сопротивления: полное ,
Рис. 20

активное и реактивное . Результаты вычислений занести в табл. 8.

Таблица 8

Измеренные величины	Вычисленные величины
, В	, А	, Вт	, А	, Ом	, Ом	, Ом

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип действия трансформатора.

2. Записать и объяснить формулы ЭДС и уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора.

3. Что такое «коэффициент трансформации»?

4. Нарисовать и объяснить схему замещения нагруженного трансформатора.

5. Как проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания?

6. Объяснить причины и характер изменения напряжения вторичной обмотки при изменении нагрузки.

7. Как определяется КПД силовых трансформаторов?

8. Объяснить особенности конструкции и принципа действия автотрансформаторов.

Библиографический список

1. Касаткин А.С., Немцов С.В. Электротехника. М.: Высш. шк., 2000. С. 196-216, 222-225.

2. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высш.шк., 2000. С. 182-188, 193-196.

3. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. М.: Высш.школа, 1984. С.135-162, 170-174.

4. Волынский Б.А., Зейн Е.И., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987. С.297-317.

5. Общая электротехника /Под ред. А.Т.Блажкина. М.: Энергоатомиздат, 1986. С.262-277, 280-289.

6. Электротехника /Под ред. В.Г.Герасимова, М.: Высш.школа, 1985. С.237-248, 251-252, 253-261.

7. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985. С.301-321, 326-342.

Работа № 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ.

Цели работы: 1.Изучить устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;

2. Ознакомиться с методом непосредственного пуска двигателя и измерить пусковой ток;

3. Снять рабочие характеристики двигателя и на их основе дать оценку двигателя.

Пояснения к работе

Трехфазный асинхронный двигатель, предназначенный для преобразования энергии переменного тока в механическую энергию, состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор двигателя представляет собой полый цилиндр, собранный из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. На внутренней поверхности цилиндра имеются пазы. В них уложена трехфазная обмотка, выполненная из изолированного провода. Она состоит из трех отдельных катушек – обмоток фаз, оси которых сдвинуты относительно друг друга на . Обмотки фаз соединяются между собой «звездой» или «треугольником».

Короткозамкнутый ротор представляет собой цилиндрический сердечник, собранный как и статор из листов электротехнической стали. В пазах сердечника уложена обмотка ротора, состоящая из медных или алюминиевых стержней, которые соединяются торцевыми кольцами и образуют цилиндрическую клетку – так называемую «беличью клетку». Ротор укрепляется на валу и помещается внутри статора с минимальным воздушным зазором. При включении двигателя в сеть в каждой фазе статорной обмотки будет создаваться магнитный поток, изменяющийся с частотой питающей сети. При этом потоки отдельных фаз оказываются сдвинутыми относительно друг друга на угол как во времени, так и в пространстве. В этих условиях результирующий магнитный поток оказывается вращающимся. Он вращается в пространстве с синхронной частотой вращения

, об/мин,

где - частота подводимого напряжения, Гц; - число пар полюсов двигателя (определяется по шифру двигателя). Для используемых в данной лабораторной работе асинхронных двигателей .

Результирующий магнитный поток при своем вращении пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них ЭДС. Так как обмотка ротора замкнута, в ней возникает ток, который, взаимодействуя с результирующим магнитным потоком, создает электромагнитный момент двигателя. Под действием этого момента ротор вращается в сторону вращающегося магнитного потока двигателя, причем частота вращения ротора всегда меньше синхронной частоты вращения поля .

Важнейшим показателем, характеризующим работу трехфазного асинхронного двигателя, является скольжение ротора:

.

Скольжение характеризует степень отставания частоты вращения ротора от частоты вращения магнитного поля и при номинальной нагрузке у современных двигателей составляет 2-6%. С ростом нагрузки скольжение увеличивается.

Трехфазный асинхронный двигатель имеет электромагнитный момент, величина которого определяется по формуле

,

где - подводимое к двигателю напряжение, - активное сопротивление, - приведенное активное сопротивление ротора, - индуктивное сопротивление короткого замыкания двигателя, - угловая частота вращения магнитного поля статора.

Из формулы электромагнитного момента асинхронного двигателя видно, что он пропорционален квадрату подводимого напряжения и зависит от скольжения. Причем имеется такое скольжение ротора, при котором двигатель развивает максимальный (критический) момент . Момент на валу двигателя определяется как , где - момент холостого хода двигателя, которым нередко можно пренебречь.

Свойства двигателя оценивают по механическим и рабочим характеристикам. Механическая характеристика двигателя – это зависимость частоты вращения ротора от момента (рис. 21). Она может быть построена с помощью формулы для электромагнитного момента или снята экспериментально.
Рис. 21

Рабочие характеристики – это зависимости частоты вращения , скольжения , вращающего момента , тока статора , коэффициента мощности и КПД от полезной мощности на валу двигателя при неизменных напряжении и частоты сети . В данной работе эти характеристики снимаются экспериментально и позволяют оценить рабочие свойства двигателя в номинальном и других режимах.

Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими двигателями. Они просты по конструкции, дешевы, надежны в эксплуатации, экономичны. К недостаткам этих двигателей относятся, прежде всего, большой пусковой ток и трудность регулирования частоты вращения ротора.

Домашнее задание

По учебникам и конспектам ознакомиться с конструкцией и принципом действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Зарисовать в отчет конструктивную схему двигателя. Обратить внимание на условие возбуждения вращающегося магнитного поля двигателя и асинхронное вращение ротора относительно этого поля.

Уяснить, почему скольжение возрастает с увеличением нагрузки на валу. Определить величину скольжения для холостого хода номинального, критического и пускового режимов.

Изучить процесс преобразования энергии в асинхронном двигателе. Ознакомиться со схемой замещения. Уметь анализировать механическую и рабочие характеристики.

Ознакомиться с возможными способами регулирования частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей и с особенностями их пуска.

Оценить достоинства и недостатки конструкции двигателей и указать область их применения.

Дата добавления: 2015-06-27