Контрольні питання

1.Що називається механічною характеристикою?

2.Яка різниця міх природними і штучними механічними характеристиками?

Література.

1. Гончар В.Ф., Тищенко Л.П. електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агрегатів і установок. – К.: Вища шк., 1989.

2.Электрооборудование животноводческих предприятий и автоматизация производственных процессов в животноводстве. Под ред. Кудрявцева И.Ф. – М.: Колос, 1988.

3.Чиликин М.Г. Сандлер А.С. Общий курс електропривода – М.:Енергоиздат, 1987.

При виконанні лабораторної роботи студент повинен

Знати:

1.Механічні характеристики асинхронного електродвигуна. 2.Де застосовуються двигуни з фазним ротором?

Вміти:

1.Розрахувати швидкість обертання асинхронного двигуна з фазним ротором. 2. Розраховувати штучні механічні характеристики асинхронного двигуна з фазним ротором.

Лабораторна робота.№9

Тема:Дослідження і визначення моменту інерції електродвигуна.

Мета роботи. Вивчити методику дослідження моменту інерції електродвигуна.

План роботи.

1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця і номінальними даними використовуваних в дослідах машин і приладів.

2.Зібрати схему для проведення дослідів холостого ходу і самогальмування.

3.Провести досвід холостого ходу. Дослідити залежність потужності холостого ходу від швидкості обертання Р₀ = f(п).

5. Провести досвід самогальмування. Відключивши двигун (або якір двигуна) від мережі, досліджувати залежність швидкості системи від часу n = φ(t).

6. За результатами дослідів визначити маховий момент системи.

Методичні вказівки.

При вирішенні цілої низки практичних завдань з електроприводу (визначенні часу розгону і гальмування електропривода, виборі потужності електродвигуна при пульсуючої і ударної навантаженні) необхідно знати або момент інерції, або пропорційний йому махове момент системи.

Момент інерції і маховий момент є міра інертності тіла при обертальному русі. Момент інерції тіла дорівнює J=mρ²

де т - маса;

ρ - радіус інерції.

Розмірність моменту інерції в системі СІ - — кuм² в системі МКГСС

(1)

Маховий момент GD² є вага тіла на квадратний діаметр інерції.

Співвідношення між моментом інерції і маховим моментом:

GD²=4gJ кГм² (2)

У довідниках наводяться тільки величини махових моментів електродвигунів. При розрахунках електроприводу потрібно знати махові моменти всіх елементів системи, наведені до швидкості обертання електродвигуна (до валу двигуна).

Маховий момент системи можна знаходити по махових моментах окремих частин. Для найпростіших тіл можна вивести прості формули для визначення махового моменту. Наприклад, для циліндра довжиною l із зовнішнім радіусом r1 внутрішнім радіусом r2 махове момент визначиться за формулою

GD²=2πγl(r⁴₁- r⁴₂) кГм² (3)

де γ - питома вага матеріалу циліндра, , кГ/м³.

Всі розміри повинні бути в метрах.

Якщо прийняти r₂ = 0, то вийде формула для суцільного циліндра.

Однак на практиці рідко мають справу з такими простими тілами. Зазвичай обертові тіла складні по конфігурації (наприклад, маховик має маточину, спиці, обід), а окремі їх частини виготовлені з різних матеріалів (наприклад, ротор електродвигуна). Це утрудняє визначення махових моментів шляхом обчислень.

Найбільш надійні результати виходять при дослідному визначенні дійсної величини махового моменту.

Існує кілька способів досвідченого визначення махових моментів ротора електродвигуна і окремих частин, що обертаються.

Визначення інерції за розгойдування ротора до зовнішньої або внутрішньої ренней поверхні шківа (рис. 30, а) на відстані R1 м від осі обертання прикріплюють вантаж вагою G1 кГ з малими У радіальному напрямку розмірами. Ротор виводять з положення рівноваги і визначають число коливань ротора за деякий проміжок часу. Якщо Т період одного коливання, то махове момент ротора

(4)

Рис. 1. Визначення махового моменту:

Визначення махового моменту методом фізичного маятника при підвісі. Випробувані тіло обертання підвішують на двох нитках (рис. 1) потім повертають його на деякий кут, відпускають і вимірюють період крутильних коливань. Якщо позначити

a - відстань між нитками, м;

l-довжина підвісу, м;

G_п - вага підвіски, кг;

G_б - вага барабана, кг;

Т_{6 -} період коливань барабана, сек;

Тп - період коливань підвіски , сек,

то махове момент випробуваного тіла

(5)

Визначення махового моменту системи по дослідів холостого ходу і самогальмування. Зазвичай робоча машина, крім обертових частин, має частини, що рухаються поступально або зворотно-поступально. У цих випадках найбільш надійні результати дає тільки експериментальне визначення наведених махових моментів системи. Найбільш універсальним експериментальним способом визначення наведеного махового моменту системи є метод холостого ходу і самогальмування.

Для цього систему на холостому ходу обертають електродвигуном. При цьому потрібно знати швидкість обертання п двигуна і потужність Р₀.

Рис. 2. Визначення роботи сил гальмування за допомогою дослідів холостого ходу і самогальмування.

Більш точні результати якщо визначати п і Ро не для однієї точки, а досліджувати залежність Р₀=f(п). Це можливо, якщо приводний двигун допускає регулювання швидкості обертання (наприклад, шунтовой двигун).

Для проведення досліду самогальмування відключають двигун від мережі і спостерігають за самогальмуванням. Під час цього досвіду записують залежність швидкості обертання від часу п = φ(t). Криві Р₀=f(п)і n = φ(t) використовують на одному графіку (рис. 2). За цими двома кривими будують залежність P₀ = ψ(t). По кривій P₀ = ψ(t). знаходять графо аналітично величину роботи сил гальмування за час від t₁ до t₂ (за площею, обмеженою кривою P0 = ψ (t), віссю абсцис й задані межами часу t₁ і t₂).

(6)

При визначенні махового моменту системи по дослідів холостого ходу і самогальмування зручніше всього використовувати в якості приводного двигун постійного струму паралельного або незалежного збудження. При цьому не потрібно якої-небудь тарировкою двигуна або складних вимірювань, потрібно тільки визначити опір його якоря. В результаті досвіду холостого ходу системи потрібно знати механічну потужність двигуна.

Можна застосовувати для цього досвіду та двигун змінного струму, наприклад асинхронний, але при цьому потрібно кілька додаткових дослідів для його тарировкою. Щоб знайти механічну потужність асинхронного двигуна, потрібно з потужності, що підводиться, виміряної ватметрів, відняти втрати в обмотках статора, в обмотках ротора, втрати в сталі і додаткові.

Всі ці втрати можна визначити, провівши з двигуном досліди холостого ходу і короткого замикання і вимірявши опір обмоток. . У даній лабораторній роботі рекомендується проводити досліди з приводним двигуном постійного струму. При невеликої потужності двигуна (до 1 кВт) досліди можна проводити за схемою, показаної на рисунку 2, при більшій потужності використовується система генератор-двигун.

Рис. 3. Схема включення двигуна постійного струму при дослідах холостого ходу і самогальмування.

Швидкість обертання двигуна регулюють реостатом R2 кола якоря (або напругою на якорі). Струм збудження двигуна, як при досвіді холостого ходу, так і при досліді самогальмування, має залишатися незмінним. Це обумовлено тим, що втрати в сталі і механічні в двигуні мають бути однаковими в обох дослідах. Як відомо, у двигуні постійного струму відбуваються втрати в обмотках якоря, в сталі якоря і механічні. Втрати в сталі якоря залежать від магнітного потоку, тобто від струму збудження. При досвіді холостого ходу механічна потужність двигуна постійного струму дорівнює Ро=Uя Iя –Iя²Rя

де Rя=0,5(1- ) , -к.к.д. двигуна

Тому при дослідах холостого ходу і самогальмування збудження машини повинно залишатися незмінним, двигун потрібно відключати тільки шляхом відключення якоря ключем К (рис. 3).

Дослід холостого ходу агрегату проводять таким чином. Встановивши певний струм збудження двигуна за амперметри А1 при повністю введеному реостати R2 включають якір ключем К. Як тільки свідчення амперметра і вольтметра в ланцюзі якоря встановляться, роблять відлік по приладах і вимірюють швидкість обертання якоря тахометром. Потім зменшують опір реостата R2 і при іншій швидкості якоря знову роблять відлік по приладах.

Останній відлік роблять при виведеному реостати R2.

Результати досліду зводять в таблицю.№1

Напруга на якорі Uя В	Струм якоря Iя А	Потужність р=Uя*Ія Вт	Втрати в якорі Ря=ІЯ2*Rя	Потужність холостого ходу	Швидкість обертання

Після досвіду холостого ходу проводять досвід самогальмування. Перед відключенням двигуна вимірюють його швидкість обертання. Потім відключають двигун, разомиканнням ключа. При цьому потрібно завіксувати час зупинки двигуна.

Результати досвіду самотормогальмування зводять в таблицю.№2

Час tсек	0
Швидкість обертання об/хв		0

За дослідами холостого ходу і самогальмування, можна визначити

GD²=730 кГм Дані досліду наносять на графік (рис.2).

Контрольні питання

1.Для чого визначають момент інерції?

2.Дайте визначення моменту інерції і махового моменту?

Література

1.Олійник B.C. «Електропривід і електрообладнання сільськогосподарських машин і агрегатів» К.»Урожай», 1977р.

2.Олійник B.C. «Пракикум по автоматизованому електроприводу» М. «Колос».

При виконанні лабораторної роботи студент повинен

Знати:

1.Методи визначення махового моменту і моменту інерції..

2.Для чого потрібно знати момент інерції?.

Лабораторна робота №10

Тема. Дослідження перехідних процесів при пуску і гальмуванні трифазного асинхронного двошвидкісного двигуна.

Мета. Дослідити перехідні процеси при пуску і гальмуванні трифазного асинхронного двошвидкісного двигуна.

Програма роботи.

1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця. Записати паспортні дані досліджуваного двигуна.

2. Скласти схему для дослідження перехідних режимів при пуску і гальмуванні асинхронного двигуна.

3. Ввімкнути двигун в мережу і записати осцилог­рафом струм статора І= f(t) і швидкість обертання ротора при пуску двигуна до вищої швидкості.

3. Записати ті ж величини, що і в пункті 3, але при ступінчатому пуску з першої швидкості на другу.

3. Записати струм і швидкість обертання при гальмуванні двигуна противмиканням з вищої швидкості до зупинки.

4. Розрахувати графо-аналітичним способом час пуску двигуна від швидкості п = 0 до швидкості п = п_С2

5. Розрахувати втрати енергії в двигуні при прямому пуску до вищої швидкості, при ступінчатому пуску і гальмуванні противмиканням.

6. Визначити за результатами досліджень втрати енергії в двигуні при пусках і гальмуванні.

Порівняти розрахункові і дослідні дані втрат і часу пуску системи.

3. Оформити звіт по виконаній роботі.