Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра «Электрический привод и электрические машины»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ

И КПД ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

ПРИ РАЗЛИЧНЫХ НАГРУЗКАХ

Волгоград 2008

Определение по ерь мощности трехфазного асинхронного электродвигателя с к.з.ротором.. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Электрический привод» Часть 2 / Сост. В.А. Морозов;

Волгогр. гос. сх. акад. Волгоград, 2008. – 12 с.

Основные сокращения

АД - асинхронный двигатель

АД с КЗР - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

ДТ - динамическое торможение ЭД

ИД - испытуемый двигатель

КПД - коэффициент полезного действия

МПТ - машина постоянного тока

XX - холостой ход

ЭД - электрический двигатель

Основные обозначения

I - ток ЭД

I_н - номинальный ток ЭД

I _я ток в обмотке якоря МПТ

Р - полезная (механическая) мощность на валу ЭД

Р_н - номинальная Р

Р_эл - электрическая (потребляемая) мощность ЭД

ΔР - потери мощности ЭД

R_дт - внешнее сопротивление якорной цепи при ДТ

R_ш - внутреннее сопротивление шунтовой (параллельной) об- мотки МПТ

R_я - внутреннее сопротивление обмотки якоря MПT

V - переменные потери ЭД

V_н - переменные потери ЭД при номинальной нагрузке

X - коэффициент (кратность) нагрузки ЭД, см (8,0)

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ

И КПД ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

ПРИ РАЗЛИЧНЫХ НАГРУЗКАХ

Цель работы: Получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о видах потерь мощности и КПД АД, их зависимости от нагрузки; приобрести практические навыки определения потерь мощности и коэффициента потерь, а также КПД при различных нагрузках.

Предмет изучения (исследования): АД с КЗР серии АИР 80А4УЗ.

Технические данные АД: U_H = 380/220В; Р_н = 1,1 кВт; 1_Н = 2,2/4,7А; n_н = 1390 об/мин; η_н = 0,75; cos φ = 0,81.

Нагрузочное устройство - МПТ типа П-22.

Технические данные МПТ: U_H = 220В; Р_н =1кВт; 1„ = 5,9А; n_н= 1500 об/мин; η_н = 76,7 %; R_я= 4,3 Ом; R_ш = 712Ом.

Более полные данные АД и МПТ приведены в [2; 3].

Принципиальная электросхема лабораторной установки показана на рис. 1.

Программа работы

1. Ознакомиться с электрооборудованием установки, согласно принципиальной электросхеме лабораторной работы (см. рис. 1)

2. Выполнить опыт XX для: а) АД, б) МПТ;

3. Снять данные АД и МПТ при различной нагрузке АД;

4. Согласно экспериментальным данным, рассчитать при различных нагрузках:

1. мощность и потери мощности МПТ;

2. КПД АД.

5. Построить зависимость КПД от различных нагрузок:

1. по каталожным данным;

2. по экспериментальным данным.

6. Рассчитать коэффициент потерь АД:

1. аналитическим методом;

2. по экспериментальным данным.

Рис.1 Принципиальная электрическая схема лабораторной установки

Задания для домашней подготовки

1. Ознакомьтесь с содержанием настоящего методического пособия.

2. Изучите основные теоретические положения.

3. Ответьте на вопросы раздела "Контрольные вопросы".

4. Выполните пункты 5.1 и 6.1 программы работы.

5. Подготовьте бланк отчёта (см. раздел "Содержание отчёта").

Краткие основные теоретические положении

При работе ЭД электрическая мощность, потребляемая из сети, преобразуется в механическую (полезную) мощность на валу ЭД - Р, а часть теряется в самом ЭД в виде потерь мощности ΔР, т. е.

Р_ЭЛ = Р + ΔР (1.0)

КПД ЭД определяется выражением:

(2.0)

Из (2.0) потери мощности можно определить как:

(3.0)

(3.1)

При номинальной нагрузке, т. е. при Р = Рн:

(3.2)

или

(3.3)

Потери мощности в ЭД можно условно разделить на постоянные и переменные, т. е.:

ΔР = к + v = k + v_вx² = v_H(α + x²), (4.0)

где α - коэффициент потерь ЭД выражается как:

α =к / v_H (5.0)

К постоянным потерям относятся потери в стали магнитопровода, механические потери от трения в подшипниках и вентиляционные потери. Под переменными подразумеваются потери, выделяемые в проводах обмоток ЭД при протекании по ним изменяющегося, в общем случае, тока нагрузки.

В [2, с. 352-353] показано, что:

v I², (6.0)

v = v_нx², (7.0)

где:

(8.0)

Очевидно, формулы (3.0) - (3.3), с учётом (4.0) - (8.0), могут быть переписаны в следующем виде:

ΔР=Р (α + х²); (9.0)

ΔP_н= =v_н(α+1) (9.1)

В формулах, где присутствует КПД ЭД, он определяется или из справочных данных ЭД, или по формуле:

(10.0)

Из (10.0) видно, что КПД ЭД зависит от кратности нагрузки и коэффициента потерь.

В [1, с. 354] показано, что зависимость КПД от кратности нагрузки имеет максимум при:

X_опт = √a. (11.0)

Максимальное значение КПД:

(12.0)

На рис. 2 показан характер изменения КПД в зависимости от кратности нагрузки (коэффициент нагрузки) х

Рис. 2. Зависимость КПД от кратности нагрузки АД