Лабораторная работа № 2 Определение параметров контура намагничивания асинхронного двигателя

1. Цель работы

Ознакомление с методами испытаний асинхронных двигателей (АД) и получение практических навыков определения параметров намагничивающего контура схемы замещения АД из опыта холостого хода в виртуальной лаборатории.

4. Методические указания

Параметры электродвигателя определяются для Г-образной схемы замещения с вынесенным активным сопротивлением статора, представленной на рисунке 2.1:

Рисунок 2.1 – Одноконтурная схема замещения асинхронного двигателя

По данным опыта холостого хода, выполненного на модели электродвигателя в среде SimInTech, используя величины сопротивления обмотки статора постоянному току, намагничивающего тока и магнитных потерь в сердечнике статора, рассчитываются параметры намагничивающего контура.

Измерение сопротивления обмотки статора постоянному току

Измерение сопротивления обмотки статора постоянному току должно проводиться одним из следующих методов [2]:

• вольтметра и амперметра;

• одинарного (двойного) моста;

• омметра.

В данной лабораторной работе используется метод вольтметра и амперметра. Схема опыта в SimInTech представлена на рисунке 2.2.

В качестве источника питания измерительной схемы применяется идеальный источник ЭДС. Значение ЭДС подбирается таким образом, чтобы значение постоянного тока, при измерении сопротивления обмотки методами вольтметра и амперметра, не превышало 15–20% номинального тока данной обмотки.

Значение активного сопротивления фазы обмотки статора , определяется по формуле (внутренним сопротивлением амперметра пренебрегается):

где – измеренное линейное напряжение, В; – измеренный фазный ток, А, – сопротивление измерительного прибора, по умолчанию равно 10^-6 Ом.

Рисунок 2.2 – Схема опыта измерения сопротивления обмотки статора постоянному току

Определение тока и потерь холостого хода

Определение тока и потерь холостого хода производится в режиме ненагруженного двигателя.

Опыт холостого хода выполняется постепенным понижением приложенного к статору напряжения , начиная с наибольшего значения, равного 130 % номинального, и кончая возможно более низким, составляющего около 40% от номинального, при котором еще не наблюдается возрастание тока статора. При проведении опыта рекомендуется производить 9 – 11 отсчетов при различных значениях напряжения. При этом один из замеров должен соответствовать номинальному напряжению.

В ходе опыта измеряются значения токов холостого хода и мощностей холостого хода , включающих в себя электрические потери в обмотке статора , магнитные потери в сердечнике статора и механические потери , в зависимости от приложенного к статору напряжения.

Схема опыта в SimInTech представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Схема опыта определения тока и потерь холостого хода

По результатам измерений можно определить электрические потери в обмотке статора:

где – ток холостого хода, А.

Тогда, магнитные и механические потери двигателя составят:

.

По результатам измерений и вычислений строят характеристику холостого хода (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Характеристика холостого хода

Если график продолжить до пересечения с осью ординат ( ), то получим величину механических потерь .

Это разделение магнитных и механических потерь основано на том, что при неизменной частоте сети частота вращения двигателя в режиме

холостого хода , а следовательно, и механические потери неизменны. В то же время для режима холостого хода при магнитные потери .

Определив величину механических потерь , можно вычислить магнитные потери:

.

Также, по данным опыта следует рассчитать коэффициент мощности холостого хода:

Определение индуктивного сопротивления намагничивающего контура

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура определяется по данным опыта холостого хода при номинальном напряжении:

,

где

Таким образом, индуктивность намагничивающего контура составит:

Также, необходимо рассчитать проводимости:

где .