4.2 Опис дослідної установки

Схеми експериментальної установки наведені на рис. 4.2. і 4.3.

На лабораторній установці (рис. 4.2) досліджуються механічні характе­ристики п=f(М_в) асинхронного двигуна з короткозамкненим рото­ром, його енергетичні показники _дв=f(P_в) і cos =f(P_в) при живленні від мережі напругою 380/220 В. Тут знімаються природні характеристики 5 досліджуваного двигуна для з'єднання обмоток статора „зіркою”, його штучні характеристики 3,2 для си­метричного і несиметричного ввімкнення опорів в обмотку статора.

У схемі лабораторної установки передбачені опори R1, R2, R3 для дослі­дження двигуна в симетричному і несиметричному режимі ввімкнення опору в об­мотку статора. Тумблери В1 і В2 призначені для зняття природної характери­стики (шунтування опорів). Ватметри Wl, W2, W3 дозволяють виміряти потужність досліджува­ного двигуна при живленні його несиметричною трифазною напругою за допомогою вольт­метра V і опорів R1, R2, R3 встановлюють симетрію напруги живлення.

На лабораторній установці 1 (рис.4.2) досліджують механічні характеристики асинхронного двигуна і його енергетичні показники при живленні че­рез проміжний трансформатор ТV 380/220.

Тут знімається природна характеристика 4 досліджуваного двигуна при з'єднані обмоток статора „трикутником” і характеристика 1 - при з'єднанні обмоток статора „зіркою”.

В схемі лабораторної установки 2 (рис.4.3) живлення досліджуваного двигуна здійснюється через проміжний трансформатор 380/220 В для вивчення його механічних і енергетичних характеристик при з'єднанні обмоток статора “трикутником” і “зіркою”. Як навантажувальний механізм використовується двигун постійного струму незалежного збудження G.

Швидкість досліджуваного двигуна конт­ролюється тахогенератором BR.

Рисунок 4.2 – Схема дослідної установки 1

Рисунок 4.3 – Схема дослідної установки 2

4.3 Порядок виконання роботи:

а) зняття природної характеристики при номінальній напрузі і з’єднанні об­моток статора „зіркою” при R_дод = 0.

Дані досліду і розрахунку заносяться в таблицю:

Таблиця 4.1 – Дані дослідів та розрахунків характеристики 1, 2, 3, 4, 5, (симетричні режими)

Характеристи-ки досліду

Дані досліду

Дані розрахунку Захунку

U1, В

І1, А

Р1, кВт

n, об/хв

Інг, А

Uнг, В

М, Нм

М, Нм

Мв, Н-м

Рв, КВт

cos

д

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

163

а

Для номінальної напруги і з'єднання обмоток статора „зіркою”; природна характеристика

Rд=0

б

Для вмикання трьох (симетричних) активних опорів; штучні характеристики

Rд>0

г

Для зниженої напруги і з'єднання обмо­ток статора „зір­кою”

Rд=0

д

Для номінальної напруги і з'єднання обмо­ток статора „три­кутником”; приро­дна характерис­тика

Rд=0

Природна характеристика знімається на дослідній установці 1 за схемою (рис. 4.2). Спочатку здійснюється запуск установки, для чого необхідно подати змінну напругу ­­380В ввімкненням автоматичного вимикача QF1 і постійну напругу =220В ввімкненням автоматичного вимикача QF2.

Потім натиснути кнопку “Пуск” SB4, подати постійну напругу на потенціометричний опір R, перевірити напрямок струму в шунтовій обмотці Ш1, Ш2 амперметром А. Струм збудження в навантажувальному генераторі встановлюється рівним нулю.

Натисканням кнопки “Пуск” SB2 запустити АД, перевірити показання приладів і зняти 6-7 точок механічної характеристики шляхом підвищення струму збудження навантажувального генератора, при цьому вимикані В1 та В2 повинні бути ввімкнені. Остання точка повинна бути знята для струму статора І= (1,1 ...1,2)І_ном.

б) зняття штучної характеристики AД при вмиканні трьох (симетричних) активних додаткових опорів R1=R2=R3=R_дод. Порядок запуску такий, як і в попередньому досліді; але дослід проводиться при вимиканні В1 і В2. Вольтметром V і перемикачем фаз перевіряється симетричність поданої до обмотки статора АД напруги. Лінійна напруга U_AB=U_BC=U_AC, тобто трикутник лінійної напруги повинен бути рівностороннім. Тут також перша точка знімається для холостого ходу AД, а потім двигун навантажується, як і в минулому досліді.

в) зняття штучної характеристики АД при вмиканні активного додаткового опору в одну фазу обмотки статора. Дані досліду і розрахунки заносять в таблицю (табл. 4.2).

Цей дослід виконується також на установці 1 (рис. 4.2) при ввімкненому В1 і вимкненому В2 для отримання несиметричного режиму АД. Порядок виконання досліду такий же, як і в двох минулих. Однак, враховуючи, що двигун живиться несиметричною напругою, споживана активна потужність двигуна визначається, як сумарна потужність за показаннями трьох ватметрів. Характеристика cos =f(P_в) для цього досліду не будується.

Таблиця 4.2 – Дані дослідів та розрахуків (характеристика 3, несиметричний режим)

	Характеристика досліду і двигуна	Rдод	Дані дослідів														Дані розрахунків
				UAB, B	UBC, B	UсAA, B	IA, A	IB, A	IC, A	PA, кВт	PВ, кВт	PС, кВт	n, об/хв	Uнг, В	Інг, А	М, Нм	М, Нм	Мв, Нм	Рв, кВт	д
1	2	3 4	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
в	При вмиканні додаткового активного опору в одну фазу статора	Rдод>0

г) зняття природної характеристики AД при номінальній напрузі і з'єднані обмоток статора „трикутником” для R_дод=0.

Цей дослід виконується на установці 2 за схемою (рис. 4.3).

Оскільки при з'єднанні обмотки статора „трикутником” лінійна напруга, що під­ведена до обмотки статора, стає рівною її фазному значенню, тобто U_л=U_ф, то не можна вмикати АД нa трифазну напругу живлення кола, де U_л = 380 В. Тому при виконанні досліду АД живиться через проміжний трансформатор, що знижує первинну напругу U_л1 =380 В до U_л2 = 220 В. На цій установці досліджують симетричні режими роботи AД, тому потужність, що споживається AД вимірюється методом двох ватметрів.

Порядок виконання цього досліду нічим не відрізняється від досліду, що виконується в п. а). Дані досліду заносяться в таблицю 4.1.

д) зняття механічної характеристики AД при зниженій напрузі і з'єднанні обмоток статора „зіркою” при R_дод =0.

Цей дослід, як і попередній, виконується на установці 2 за схемою (рис. 4.3). Після перемикання обмотки статора на схему „зірка”, напруга, що підведена до обмотки статора, буде знижена до U_ф = 127 В. Порядок виконання досліду такий же, як і в попередньому. Дані досліду заносяться в табл. 4.1.

Тут необхідно пам'ятати, що при навантаженні, що дорівнює приблизно 50% навантаження попереднього досліду, AД втрачає стійкість, тобто перекидається. Для зняття 5-6 дослідних точок у цьому режимі роботи необхідно на 30-40% знизити напругу навантажувального генератора.

При виконанні дослідів, вказаних в пунктах. а, б, г і д, коли АД працює в симетричному режимі, в табл. 4.1. вносять такі дослідні дані:

U₁ - лінійна напруга між двома будь-якими фазами для різних навантажень, В;

І₁ - струм в одній із фаз, А;

Р₁ - підведена потужність до AД за показаннями одного чи двох ватметрів, кВт.

При виконанні досліду, вказаного в п.4.2.в), коли AД працює в несиметричному режимі, в табл. 4.2 вносять всі лінійні напруги, струми в усіх фазах, а потужність, що споживає AД, - за показаннями трьох ватметрів.

Момент на валу AД розраховується у відповідності з методикою, викладеною в п. В.6.

За знайденим значенням М_в визначається потужність на валу двигуна, кВт:

, (4.4)

де М_в - момент на валу двигуна, Нм.

ККД досліджуваного двигуна розраховується за формулою:

. (4.5)

Коефіцієнт потужності AД визначається за формулою:

(4.6)

де Р₁ - активна потужність, що підведена до AД, Вт;

U₁ - лінійна напруга на затискачах статора, В;

I₁-лінійний струм АД, А.

Дані розрахунку за цими формулами заносять в табл. 4.1, 4.2.