Удалить металлический стержень из электромашинного агрегата

По данным опыта короткого замыкания определить пусковой ток и пусковой момент при s=1.

Трехфазная активная мощность при опыте короткого замыкания, Вт

Р_1к = m_1КP_1ФК.

Электрические потери в цепи статора, Вт

.

Потери в стали при напряжении U_1к, Вт

DР_СТ ≈ DР_СТ1 ,

где DР_СТ1 – потери в стали при номинальном напряжении, Вт.

Электромагнитная мощность при опыте короткого замыкания, Вт

Р_ЭМ.К = Р_1К – DР_ЭЛ.СТ– DР_СТ.

Электромагнитный момент при опыте короткого замыкания, Н·м

М_ЭМ.К = , или М_ЭМ.К = .

где n₁ – синхронная частота вращения, об/мин;

w₁ синхронная угловая частота вращения, рад/сек

,

где р – число пар полюсов (Приложение Б).

Электромагнитный момент при номинальном напряжении, Н·м

М_ЭМ.Н = М_ЭМ.К .

Кратность пускового момента

М_п* = ;

М_Н = ,

где Р_2Н и ω_Н – номинальная мощность на валу и угловая номинальная частота вращения (Приложение Б).

Кратность пускового тока

I_П* = .

2. Опыт холостого хода

Исследование двигателя в режиме холостого хода проводится для одного значения напряжения, равного номинальному и позволяет оценить величину тока холостого хода, а также потери в стали при номинальном напряжении.

Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема для проведения опыта холостого хода

Ток статора, напряжение статора, мощность и коэффициент мощности электродвигателя измеряется модулем МИМ.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматические выключатели QF1 и QF2 соответственное МПС и МП;

– переключатель SA1 МДС№1 установить из положения «¥» в положение «0», напряжение принимает значение, равное номинальному, запускается асинхронный двигатель.

Данные опыта занести в табл. 2.

Таблица 2

Данные опыта	Расчетные данные
U1фн	I10	Р1ф	n	ω	Р10	сosφ10	DРЭЛ.СТ	Р0m	DРСТ	DРСТ1	I10*
В	А	Вт	об/мин	рад/с	Вт		Вт	Вт	Вт	Вт

После проведения опыта отключить автоматические выключатели QF2, QF1, установить модули в исходное состояние.

Расчетные данные.

Коэффициент мощности сosφ₁₀

сosφ₁₀= ,

где Р₁₀ – активная мощность трех фаз, Вт

Р₁₀ = m₁Р_1Ф.

Электрические потери в цепи статора, Вт

DР_ЭЛ.СТ = m₁ r₁.

Потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт

DР_СТ.1 = Р₁₀ –DР_ЭЛ.СТ – DР_МЕХ.АД. – DР_{МЕХ.МПТ},

где r₁ – активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды, Ом (Приложение Б);

DР_МЕХ.АД. – механические потери асинхронного двигателя, Вт (Приложение Б);

DР_{МЕХ.МПТ} – механические потери машины постоянного тока, Вт (Приложение Б).

Потери в стали сердечника статора при любом другом напряжении могут быть пересчитаны через квадрат напряжения

DР_СТ = DР_СТ.1 ,

где DР_СТ – потери в стали при любом значении напряжения U₁, Вт.

Значение тока холостого хода в относительных единицах:

I₁₀* = .

3. Расчет параметров асинхронного двигателя

Опыт холостого хода и короткого замыкания позволяет рассчитать параметры асинхронного двигателя и построить схему замещения.

Из опыта холостого хода:

– активное сопротивление намагничивающей цепи r_m≈ ;

– полное сопротивление намагничивающей цепи z_m≈ ;

– индуктивное сопротивление намагничивающей цепи x_m≈ .

Из опыта короткого замыкания:

– полное сопротивление z_к = ,

– активное сопротивление r_к = ; r₂^’ = r_к – r₁,

– индуктивное сопротивление х_к = ; х₁ ≈ х`₂ = .

Т – образная схема замещения асинхронного двигателя представлена на рис. 3.

Рис. 3. Т-образная схема замещения

4. Снятие рабочих характеристик

Схема для снятия рабочих характеристик, представлена на рисунке 9.4.

Рис. 4. Схема для снятия рабочих характеристик

Асинхронный двигатель подключается непосредственно к преобразователю частоты.

Ротор электродвигателя включается по схеме «звезда» через сопротивления МДС№1.

Питание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока через сопротивление RP2 модуля МДС2 осуществляется от клемм «=220В» модуля МП.

Якорная цепь машины постоянного тока подключается на сопротивление RP1 модуля МДС2.

Для измерения тока, частоты выходного напряжения статора, мощности двигателя и коэффициента мощности асинхронного электродвигателя используется модуль МИМ.

Значения тока якоря I_Я, напряжения якоря U_Я контролируется с помощью измерительных приборов.

Измерение тока ротора осуществляется с помощью прибора модуля МИ.

Текущее значение частоты вращения n агрегата также можно наблюдать на индикаторе СМ.

Рабочие характеристики снимаются при нескольких значениях сопротивления в цепи ротора (рекомендуемое значение сопротивления R_ДОБ =50…200 Ом).

Опыт проводится в следующей последовательности:

– переключателем SA1 модуля МДС1 ввести сопротивление (задается преподавателем);

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП, запустится асинхронный двигатель.

Нагрузкой ГПТ служат сопротивления RP1 модуля МДС2.

– переключателем SA1 МДС2, уменьшая сопротивление, увеличивать нагрузку ГПТ, пока ток якоря ГПТ не достигнет номинального значения I_НАГР = I_Я ≈ I_ЯН (I_ЯН = 1,3А). Выше этого значения двигатель не нагружать! SA1 в «0» не выводить!

– изменить сопротивление в цепи ротора и повторить опыт.

Опытные данные со стороны, как асинхронного двигателя, так и генератора, занести в табл. 3.

Таблица 3

U1Ф, В
I1Ф, А
P1, Вт
n, об/мин
сosφ1
DРЭЛ.СТ, Вт
DРСТ, Вт
РЭМ, Вт
s
DРЭЛ.Р, Вт
DРМЕХ.АД, Вт
DРЭЛ.ДОБ, Вт
∑DР, Вт
Р2, Вт
МЭМ, Н×м
η, %
IЯ, А
UОВ, В
СМ
МЭМ, Н×м
IЯО, А
М0, Н×м
М2ГПТ, Н×м
Р2ГПТ, Вт

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние, отключить автоматические выключатели QF2, QF1.

Частота вращения электродвигателя, рад/с

.

Электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя, Вт

DР_ЭЛ.СТ = m₁ r₁,

где r₁ – активное сопротивление фазы статора, приводится в паспортных данных двигателя (Приложение Б), Ом.

Потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении, Вт

DР_СТ.1 = Р₁₀ –DР_ЭЛ.1 – DР_МЕХ.АД. – DР_{МЕХ.МПТ},

DР_МЕХ.АД. – механические потери асинхронного двигателя, Вт (Приложение Б);

DР_{МЕХ.МПТ} – механические потери машины постоянного тока, Вт (Приложение Б).

Потери в стали при напряжении U_1ф, Вт

DР_СТ = DР_СТ1 .

Электромагнитная мощность, Вт

Р_ЭМ = Р₁ – DР_ЭЛ.1– DР_СТ.

Скольжение

s = или s = .

Электрические потери в обмотке ротора, Вт

DP_ЭЛ.Р = Р_ЭМ·s.

Электрические потери в добавочных сопротивлениях ротора, Вт

DР_ЭЛ.ДОБ=3∙I₂²∙R_ДОБ;

Суммарные потери в двигателе, Вт

∑DР = DР_ЭЛ.СТ+ DР_СТ+ DР_ЭЛ.Р+ DР_ЭЛ.ДОБ.

Полезная мощность на валу двигателя, Вт

P₂=P₁-∑DР.

Полезный момент на валу двигателя, Н∙м

.

Электромагнитный момент двигателя, Н∙м

,

где - синхронная угловая частота вращения электродвигателя, 1/с.

Коэффициент полезного действия, %

η = 100%.

Коэффициент мощности (расчетный)

сosφ₁ = .

Электромагнитный момент ГПТ, Н·м

М_ЭМ.ГПТ = С_МI_Я,

где С_м – принимается из тарировочной кривой (Приложение В).

Момент холостого хода ГПТ, Н∙м

М₀ = С_мI_я0

где I_Я0 – ток холостого хода, принимается из тарировочной кривой машины постоянного тока (Приложение В) и пропорционален механическим потерям и потерям в стали ГПТ, А.

Полный момент на валу ГПТ, Н∙м

М_2ГПТ = М_ЭМ.ГПТ + М₀;

Полезная мощность на валу ГПТ, Вт

Р_2ГПТ = М_2ГПТω.

Рабочие характеристики представляют собой графически изображенные зависимости тока статора, потребляемой из сети активной мощности, частоты вращения, скольжения, электромагнитного момента, КПД и коэффициента мощности от полезной мощности на валу двигателя:

I₁, Р₁, n, s, М_эм, η, сosφ₁ = f(P₂) при f₁ = const и U₁ = const.

По данным опыта построить механическую w = f(M₂) и электромеханическую w = f(I₁) характеристики.

Контрольные вопросы

1. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

2. Как изменится момент асинхронного двигателя при понижении напряжения питающей сети?

3. Может ли асинхронный двигатель создавать момент при синхронной частоте вращения, т.е. может ли он вращаться с синхронной частотой вращения?

4. Как изменяется ток статора двигателя при повышении напряжения и неизменной нагрузке на валу двигателя?

5. Объяснить физический смысл зависимости сosφ₁ = f(Р₂).

6. Как влияет величина добавочного сопротивления в цепи ротора на величину момента?

7. Как влияет величина добавочного сопротивления в цепи ротора на жесткость механической характеристики?

Дата добавления: 2014-12-07