Порядок выполнения работы

1. Запустить асинхронный двигатель. Если исследуется двигатель с фазным ротором, то пуск сделать с помощью пускового реостата R_П. При прямом пуске двигателя с короткозамкнутым ротором пусковой ток значительно превышает номинальное значение, поэтому переключатель фаз комплекта К-50 требуется поставить в нулевое положение. В начальном положении (при холостом ходе) ГПТ не включать. При этом сделать первую запись показаний комплекта измерительных приборов К-50 и измерить частоту вращения вала АД с помощью тахогенератора постоянного тока.

Результаты измерений занести в табл.4.1.

Таблица 4.1 - Результаты экспериментов

Фаза А			Фаза В			Фаза С			Частота вращения
UА	IA	PA	UB	IB	PB	UC	IC	PC	UТG	n2
В	А	ВТ	В	А	ВТ	В	А	ВТ	В	хв -1

2. Создать нагрузку исследуемого асинхронного двигателя путем уменьшения сопротивления R_Н в цепи якоря генератора ГПТ. Записать показания приборов К-50 для 5-7 точек, ток статора АД при этом должен достигнуть величины порядка 1,2 I_1Н. Измерения частоты вращения ротора n₂ точным методом можно не проводить, но для получения значений частоты вращения необходимо воспользоваться постоянной вольтметра тахогенератора полученной из лабораторной работы 2.

Результаты измерений занести в табл. 4. 1.

Вольтметр комплекта К-50 измеряет фазное напряжение сети, поэтому независимо от схемы соединения обмотки статора при линейном напряжении U_1Л=220 В вольтметр комплекта покажет напряжение U₁=127 В. Токи измеряются линейные, а мощность - фазная.

3.Измерить активное сопротивление обмотки статора на постоянном токе методом амперметра и вольтметра (рис.4.2). Для ограничения тока до величины, не превышающей номинального значения, в схему ввести добавочное сопротивление R_Д .

Рисунок 4.2 - Схема для определения активного сопротивления обмотки статора асинхронного двигателя

Среднее значение сопротивление фазы статора, приведенное к температуре 75^ОС, определяется по формуле

где t_О - температура окружающего воздуха, t_О =20^ОС.

Расчеты и построения

Построение рабочих характеристик по данным опыта непосредственной нагрузки проводится методом отдельных потерь, который рекомендует госстандарт для двигателей мощностью 0,6 кВт и выше.

На рис. 4.3 изображена энергетическая диаграмма асинхронного двигателя, на которой показаны: Р₁, Р_ЭМ, Р_МХ, Р₂ - соответственно потребляемая, электромагнитная, механическая и полезная активные мощности; p_М1, p_С1, p_М2, p_МЕХ, и p_Д - тепловые потери в обмотке статора, стали статора, тепловые потери в обмотке ротора, механические и добавочные потери.

Отдельные потери определяются таким образом:

а) потери в обмотке статора

где I_1Ф - фазный ток статора;

R₁ - активное сопротивление фазы обмотки статора;

б

Рисунок 4.2 - Схема для виміру активного опору обмотки статора

) потери в стали статора определяются, исходя из допущения, что в режиме холостого хода

p_С1 = p_МЕХ + p_Д ; (1)

из энергетической диаграммы для холостого хода

P₁₀ = p_М1 + p_С1 + p_М2 + p_МЕХ + p_Д = ,

откуда

При этом потери в стали ротора p_С2 приняты равными нулю.

Будем считать, что потери p_С1 определяются только подводимым напряжением и не зависят от нагрузки двигателя;

в) потери в обмотке ротора:

где Р_ЭМ = Р₁ - p_М1 - p_С1 (см. рис. 4. 3)

S - скольжение, % ;

г) добавочные потери в номинальном режиме

p_Д.Н = 0,005 Р_1Н,

а во всяком другом режиме, отличном от номинального,

p_Д = p_Д.Н ( I₁/I_1Н);

д) механические потери по формуле (1)

p_МЕХ = p_С1 - p_М2 - p_Д.

p_МЕХ

Р₂

p_Д

В границах изменения нагрузки от холостого хода до номинальной можно принять сумму потерь (p_C1 + p_МЕХ) неизменной величиной. Это можно обосновать тем, что при постоянном напряжении сети некоторое уменьшение потерь p_С1 при увеличениии нагрузки компенсируется увеличением потерь p_С2 .

Расчет других величин выполняется в следующей последовательности:

1. полезная (что отдается) мощность двигателя

Р₂ = Р₁ -  p = Р₁ - (p_М1 + p_М2+ p_С1 + p_МЕХ + p_Д ),

где - Р₁ = Р_А + Р_В + Р_С - потребляемая активная мощность по данным измерений;

2) КПД двигателя

3. момент на валу двигателяа

М=9,55(Р₂/n₂ );

4) коэффициент мощности двигателя

Результаты обработки данных опыта заносятся в табл. 4. 2.

Таблица 4.2 - Результаты вычислений рабочих характеристик

U1Ф

I1Ф

P1

pM1

pM2

pC1+pMEX

pД

Σp

P2

n2

M

cosφ

В

А

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

-

мин -1.

Н·м

-

Приблизительный вид рабочих характеристик асинхронного двигателя в относительных единицах представлен на рис.4. 4.

Рисунок 4.4 – Рабочие характеристики асинхронного двигателя