.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

С КОРОТКОЗАМКНУТОЙ РОТОРНОЙ ОБМОТКОЙ

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

С КОРОТКОЗАМКНУТОЙ РОТОРНОЙ ОБМОТКОЙ

Цель работы: изучение устройства, способов пуска, опытное определение параметров и исследование рабочих характеристик асинхронного двигателя.

1. П р о г р а м м а р а б о т ы

1.1. Ознакомление с заданием.

1.2. Исследование пусковых режимов работы двигателя:

а) при прямом пуске;

б) с переключением статорной обмотки со " " на "Δ";

в) при автотрансформаторном пуске.

1.3. Провести опыт холостого хода и построить характеристики короткого замыкания:

I_о, P_о, cosφ_о=f(U_о) при P₂=0

1.4. Провести опыт короткого замыкания и построить характе­ристики короткого замыкания:

I_к, P_к, cosφ_к = f(U_к) при n = 0.

1.5. Определить величину пускового момента.

1.6. Снять рабочие характеристики двигателя:

I₁, P₁, M, s, h, cosφ = f(P₂) при U₁ = U_ном - const.

1.7. По экспериментальным данным (пункт 1.3 и 1.4) построить круговую диаграмму.

2. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь в ы п о л н е н и я

2.1. Ознакомиться с испытательной установкой, начертить электрическую схему, записать номинальные (паспортные) данные двигателя.

2.2. Исследование пусковых режимов работы двигателя.

а) прямой пуск;

- установить переключатели пределов измерения приборов S1 и S2 соответственно в положение 30А и 250В, а переключатель S3 в положение - "D".

- выключателем QF1 подать напряжение и регулятором устано­вить его величину, равную номинальной (220 В).

- повторными включениями выключателя QF1 осуществить 3÷4 пуска двигателя, фиксируя по прибору РА1 величину тока в момент включения двигателя. Отключить двигатель.

б) пуск с переключением статорной обмотки со "Y" на "Δ":

- установить переключатель статорной обмотки S3 в положение "Y";

- при номинальном напряжении осуществить 3÷4 пуска двига­теля выключателем QF1 и переводом переключателя S3 из положения "Y" в положение "Δ".

в) автотрансформаторный пуск:

- установить регулятором напряжения пониженное значение пи­тающего напряжения в пределах U = (0,5÷0,8)U_н и провести пуски в указанной ра­нее последовательности. Отключить двигатель.

Результаты записать в таблицу N5.1.

2.3. Опыт холостого хода.

- установить регулятор напряжения в нулевое положение, пе­реключатель S3 в положение "Δ", переключатель S1 в положение 5А, переключатель S2 в положение 250 В.

- выключателем QF1 подать напряжение и регулятором устано­вить его величину в пределах 80÷100 В. Затем, увеличивая напряже­ние до номинального, снять показания приборов (5÷6 значений). Ре­зультаты свести в таблицу N5.2.

По опытным данным вычислить S_o и cosφ_о,где:

; ; ;

и построить характеристики холостого хода:

I_о, P_о, cosφ_о = f(U_о)

2.4. Опыт короткого замыкания.

- установить регулятор напряжения в нулевое положение, пе­реключатель S3 в положение "Δ", S1 в положение 30А, S2 в положе­ние 50 В.

- затормозить ротор двигателя штифтом:

- включить выключатель QF1 и установить регулятором напряжения начальное значение тока I_к в пределах (0,2÷0,3) I_н. Затем, увеличивая его до (1,2÷1,4) I_н записать 5÷6 значений показаний приборов. Результаты записать в таблицу N5.3.

- По данным опыта вычислить S_к, cosφ_к, Z_к, X_к, где:

; ; ;

; ; .

и построить характеристики короткого замыкания:

I_к, P_к, cosφ_к = f(U_к)

2.5. Определение пускового момента.

- Опыт проводится при заторможенном роторе в последователь­ности указанной в пункте 2.4. При этом ток статора не должен пре­вышать номинальный в 1,5÷2,0 раза. Величина момента отсчитывается по шкале тормоза и пересчитывается на номинальное напряжение по формуле:

где, М_пн - пусковой момент при номинальном (U_н) напряжении,

М_пк - пусковой момент при пониженном напряжении (U_пк).

ВНИМАНИЕ! ПО ОКОНЧАНИИ ОПЫТА ОТКЛЮЧИТЬ ДВИГАТЕЛЬ И

СНЯТЬ ТОРМОЗНОЙ ШТИФТ!

2.6. Снятие рабочих характеристик.

- Установить S1 в положение 30А, S2 в положение 250В, S3 - в "Δ", регулятор S4 - в крайнее левое положение. Включить выключа­телем QF1 напряжение U1, установить регулятором его величину U_н = 220В и поддерживать постоянным во время опыта.

- плавно увеличивать регулятором S4 величину нагрузки тор­мозного генератора, соответственно увеличивая тормозной момент испытуемого двигателя до величины, при которой ток статора I₁ = 1,2I_н.

- снять в этом диапазоне нагрузок 5÷6 показаний приборов и записать их в таблицу N5.5.

По данным опыта определить Р₂, s, n, h, cosφ и построить

графики рабочих характеристик двигателя I₁, P₁, M, n, h, cosφ =

(Р₂), а также его механическую характеристику М = f(s).

где: Р₂ - полезная мощность на валу двигателя;

Р₂ - 0,105 M*n (M - момент Н*м; n - частота вращения двигателя, об/мин).

; ; ; ;

.

где:

N - число оборотов системы секторов стробоскопа за время t сек; р = 2 - число пар полюсов двигателя;

f₁ = 50 Гц - частота напряжения сети;

n - частота вращения ротора;

- частота вращения магнитного поля статора двигателя.

2.7. По данным опытов холостого хода и короткого замыкания построить в масштабе круговую диаграмму, приведя параметры к/з к номинальному напряжению. По круговой диаграмме определить значе­ние параметров рабочих характеристик для мощности нагрузки Р₂=Р_н, перегрузочную способность двигателя, кратность пускового тока и пускового момента и сравнить их с экспериментальными (см.табл.5.5).

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип работы 3-х фазного асинхронного дви­гателя.

2. На что расходуется активная мощность холостого хода?

3. Почему уменьшается cosφ с ростом напряжения холостого хо­да?

4. Практическое применение результатов опытов холостого хода и короткого замыкания.

5. Что учитывают элементы схемы замещения асинхронного дви­гателя?

6. Отрицательные факторы прямого пуска асинхронного двигате­ля.

7. Механическая характеристика асинхронного двигателя.

8. Рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигате­ля.

9. Построение круговой диаграммы двигателя по опытным дан­ным.

10.К чему приведет обрыв одной фазы работающего под нагруз­кой асинхронного двигателя?

11. Чем объясняется уменьшение КПД в области больших нагру­зок, а cosφ при уменьшении нагрузки?

12.Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

13.Какое соотношение тока холостого хода к номинальному в асинхронном двигателе при номинальном напряжении?

Таблица N 5.1

Схема пуска	Измерено						Вычислено
	U1		IпА				Iп ср	Iп/Iн
	В	1		2	3	4	А	-
Δ
Υ/Δ
Автотранс.

Таблица N 5.2

N/ N п/п	Измерено			Вычислено
	U0	I0	Роф	S0	cosφ
	В	А	Вт	ВА	-
1
=
6

Таблица N 5.3

N/ N п/п	Измерено			Вычислено
	Uк	Iк	Ркф	Sк	сosφк	Zк	Rк	Xк
	В	А	Вт	ВА	-	Ом	Ом	Ом
1
=
6

Таблица N 5.4

Номинальные величины		Измерено			Вычислено
U1	I1	МПК	UПК	IП1	МПН
В	А	Н*м	В	А	Н*м

Таблица N 5.5

N/ N п/п	Измерено						Вычислено
	U1	I1	P1	M	t	N	P2	s	n	η	cosφ
	В	А	Вт	н*м	сек	об.	Вт	%	Об./мин	%	_
1
=
6