3 .Метод "открытого треугольника'' Обмотки соединяют последовательно одна за

Рис. 1.4 Определение «начал» и «концов» обмотки методом "открытого треугольника"

другой по схеме, показанной на рис. 1.4. Если в точках А и B сошлись "начало" и "конец" обмоток, то вольтметр покажет одинаковое напряжение на каждой обмотке. Когда одна из обмоток "перевернута", напряжение на ней будет несколько больше, чем на двух других.

Экспериментальное исследование асинхронных двигателей проводится с целью определения параметров схемы замещения. Программа исследований включает два опыта: опыт холостого хода и опыт короткого замыкания. Эти опыты легко реализуются, для их проведения требуется минимальная мощность установленного оборудования. Экспериментальные исследования асинхронных двигателей в рабочих режимах, как правило, не проводятся в виду их большой трудоемкости и стоимости. Характеристики асинхронных двигателей в рабочих режимах получают расчетным путем по схеме замещения.

Опыт холостого хода. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Схема экспериментальной установки

Схема включает кроме испытуемого двигателя (АД) автономный инвертор напряжения (АИ) для регулирования напряжения статора АД, измерительные приборы PW1.1, PV1.1, PA1.1, PW1.2 для регистрации тока, активной мощности и напряжения статора, тахогенератор (ТГ) для измерения частоты вращения n и машину постоянного тока (МПТ) для затормаживания ротора.

Рис. 1.6 Графики зависимостей I10, P0, cosφ0 от U1

Опыт холостого хода проводится без нагрузки на валу для нескольких значений напряжения U1 в диапазоне (1.2-0.4)Uн. Измеряются фазные токи I10 и активная мощность P0, подводимая к обмотке статора. По данным опыта строят зависимости I10, P0, cosφ0=f(U1). Вид этих зависимостей представлен на рис. 1.6. Согласно энергетической диаграмме (рис. 1.7) потребляемая на холостом ходу мощность расходуется на покрытие потерь в обмотке статора Pэл1, потерь в стали Pмг и механических потерь Pмех. Потерями в роторной обмотке Pэл2=sPэм можно пренебречь, так как в опыте холостого хода скольжение весьма мало (s<0,001).

Рис. 1.7 Энергетическая диаграмма А.Д.

Вычитая из потерь холостого хода P0 электрические потери Pэл1=m1 r1 I²₁₀, получим сумму потерь в стали и механических потерь: Pмг+Pмех=P0-Pэл1. Разделение этих потерь производится путем экстраполяции зависимости Pмг+Pмех=f(U²1) до пересечения с осью ординат (рис. 1.8). Данный способ разделения потерь основан на том, что потери в стали пропорциональны Pмг⁓B²δ⁓Ф²⁓U², а потери механические Pмех не зависят от напряжения U1, так как частота вращения ротора во время опыта холостого хода остается практически постоянной. Однако при очень малых значения напряжения U1 частота вращения ротора снижается, растут скольжение и потери в обмотке ротора, не учитываемые при разделении потерь. Этим объясняется отклонение зависимости Pмг+Pмех=f(U²1) от прямой в зоне малых напряжений. Его не следует учитывать при экстраполяции. Полученные данные позволяют рассчитать следующие параметры схемы замещения асинхронного двигателя:

Рис. 1.8 Потери в стали и механические потери в А.Д.

Расчет проводится по данным опыта холостого хода при номинальном напряжении (U1=1,0о.е.). Сопротивление обмотки статора r1 определяется постоянным током перед опытом холостого хода.

Опыт короткого замыкания.

Рис. 1.9 График зависимостей I1k, Pk от U1

В опыте короткого замыкания ротор асинхронного двигателя должен быть заторможен (s=1). Это достигается с помощью машины постоянного тока. Опыт проводится при различных значениях подводимого напряжения U1, так чтобы ток статора I1k находился в пределах (0,25-1,25)I1н. По данным опыта короткого замыкания строят зависимости I1k, Pk=f(U1). В рассматриваемом диапазоне токов I1k характеристика I1k=f(U1) носит прямолинейный характер (рис. 1.9). Отклонение от линейности происходит при I1k >> I1н и объясняется влиянием насыщения стали на индуктивные сопротивления рассеяния обмоток. Потери короткого замыкания Pk, как и в трансформаторе, определяются, главным образом, электрическими потерями в обмотках: .Этим объясняется параболический характер зависимости Pk=f(U1). Данные опыта короткого замыкания при I1k=I1н используются для определения следующих параметров: , . Аналитические выражения токов и электромагнитного момента асинхронной машины содержат параметр . Для его определения можно воспользоваться приближенным выражением Активное сопротивление обмотки ротора входит в расчетные выражения либо непосредственно, либо в виде величины . Для их определения используются приближенные соотношения .