Министерство образования Российской Федерации

_______

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Испытание асинхронных машин

Учебное пособие

Санкт-Петербург

Издательство СПбГПУ

2004

Министерство образования Российской Федерации

_______

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Испытание асинхронных машин

Учебное пособие

Санкт-Петербург

Издательство СПбГПУ

2004

УДК 621.313.322(075.8)

БКК 31.261.62.73

И887

Боронина Л.Ф., Кокунов Ю.Ф., Солдатенкова Н.А., Чернышев Н.Н.

Испытание асинхронных машин: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГПУ 2004. 71 с.

В пособии приведены электрические схемы учебных установок для испытания асинхронных машин. Описываются общие методы испытаний и способы опытного определения характеристик асинхронных машин в различных режимах работы.

Учебное пособие предназначено для студентов электротехнических специальностей, изучающих курсы «Электромеханика» и «Электрические машины» в рамках подготовки бакалавров по направлениям 551300 «Электротехника, Электромеханика и Электротехнологии» и 552700 «Электроэнергетика».

Табл. 11. Ил. 20. Библиогр.: 6 назв.

Печатается по решению научно-методического редакционно-издательского совета СПбГПУ кафедры «Электрические машины» Электромеханического факультета.

© Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2004

ISBN

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………	5
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИСПЫТАНИЯ АСИНХРОННЫХ МАШИН…	7
1.1. Основные определения и типы асинхронных машин…………...	7
1.2.Методика эксперимента и обработка результатов испытаний…	9
1.3. Измерение активной мощности в трехфазных цепях…………...	11
1.4. Измерение скольжения и частоты вращения асинхронной машины...	16
1.5. Основные соотношения в асинхронных машинах………………	18
ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ……………………………………………..…	26
2.1. Описание экспериментальной установки………………………..	26
2.2. Схема испытаний………………………………………………….	28
2.3. Определение коэффициента трансформации……………………	30
2.4. Опыт холостого хода……………………………………………...	31
2.5. Опыт короткого замыкания……………………………….……...	36
2.6. Испытание асинхронной машины в режиме нагрузки………….	41
2.7. Рабочие характеристики асинхронного двигателя……………...	43
2.8. Рабочие характеристики асинхронного генератора……………..	48
ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ………………………….…..	51
3.1. Цель и задачи испытаний……………………………..……….….	51
3.2. Схема испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором……………………………………………………………..	51
3.3. Пуск в ход по способу переключения обмотки статора звезда – треугольник………………………………………………	54
3.4. Опыт холостого хода …………………………..…………………	56
3.5. Опыт короткого замыкания………………………………………	58
3.6. Рабочие характеристики асинхронного короткозамкнутого двигателя…………………………………………………………..	60
3.7. Рабочие характеристики асинхронного двигателя в однофазном режиме……………………………...…………......	65
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………….	70

ВВЕДЕНИЕ

Учебные испытания электрических машин представляют важный этап в процессе обучения студентов и цель их весьма обширна. C одной стороны, возможно полнее объяснить физические процессы, происходящие в этих машинах и подтвердить основные теоретические положения, изучаемые в соответствующих разделах курса электрических машин. С другой стороны, в процессе лабораторных испытаний студенты знакомятся с техникой и методологией проведения эксперимента, способами измерения отдельных электрических и неэлектрических величин, методикой обработки результатов эксперимента и анализа полученных данных, т.е. приобретают некоторые навыки исследователя-экспериментатора. Кроме того, на основании полученных результатов студенты могут выявить физические параметры асинхронных машин (АМ) и оценить влияние на них различных факторов, как например, конструкции пазов на статоре и роторе, насыщения магнитной цепи и т.п. Результаты испытаний позволяют также оценить характеристики данной АМ и установить количественные соотношения между отдельными величинами, определяющими тот или иной эксплуатационный режим.

Каждая лабораторная работа состоит из следующих взаимосвязанных этапов:

• домашняя подготовка к лабораторной работе, изучение соответствующей литературы;

• определение предельных значений измеряемых величин, ознакомление с техникой проведения эксперимента;

• организация и подготовка испытания на рабочем месте в лаборатории (подбор измерительных приборов, сборка и апробирование схемы);

• проведение испытания машины и контрольная обработка результатов во время испытания;

• домашняя обработка результатов испытания, оформление отчета и оценка полученных данных.

В настоящем пособии рассматриваются испытания только трехфазных асинхронных машин общепромышленного назначения. Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКР) – простые по конструкции, надежные в работе, неприхотливые в эксплуатации. Менее распространены асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР) – более сложные по конструкции, и поэтому более дорогие по сравнению с АДКР. Однако, в последнее время в связи с развитием силовой полупроводниковой техники АДФР уделяется повышенное внимание, вызванное появившейся возможностью двухзонного регулирования частоты вращения (выше и ниже синхронной) с сохранением высоких КПД и cos путем введения в цепь обмотки ротора добавочной ЭДС, согласно или встречно с основной ЭДС, индуктированной в обмотке ротора.

В связи с вышеизложенным становится понятной необходимость ознакомления студентов со свойствами и эксплуатационными характеристиками асинхронных машин, их качественный и количественный анализ. Для проведения испытаний АМ на кафедре «Электрические машины» созданы полуавтоматизированные лабораторные стенды, позволяющие существенно облегчить процесс сборки схемы и проведения эксперимента. Коллектив авторов выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедры «Электрические машины» Нагаенко Г.П., Иванову Ю.Я., Малиновскому С.С., Пухову А.А., Кокунову Ю.Ф., Цыгану С.Н. за создание этих стендов.