2801.Электрические машины

Опыт проводится в следующем порядке:

–включить автоматический выключатель QF1 модуля питания стенда «АДКР-ГПТ»;

–включить кнопкой «Сеть» сопротивление якорной цепи

иустановить его максимальным (положение ∞ переключателя SA1). Установить номинальный ток возбуждения (переключатель SA2 в положение «0);

–включить автоматический выключатель QF1 модуля питания стенда «Трансформаторы»;

–включить контактор SB1 модуля питания стенда «Трансформаторы»;

–включить контактор SB3 модуля автотрансформатора;

–включить модуль измерителя мощности, нажав кнопку «Сеть»;

–плавно изменяя положение ручки автотрансформатора, установить номинальное напряжение, равное 380 В, и поддерживать его постоянным в процессе испытания. Записать показания измеряемых величин для первой точки в табл. 5.2;

–далее, уменьшая сопротивления в якорной цепи генератора переключателем SA1, увеличивать ток якоря до 5–6 А. Записать 5–6 замеров показаний активной мощности, тока и напряжения статора, тока и напряжения якоря генератора и скорости вращения ротора в табл. 5.2.

Б. Нагрузка создается встречным движением двигателя постоянного тока, запитанного от тиристорного преобразователя

Собрать схему подключения асинхронного двигателя к сети, приведенную на рис. 5.6. Подключить обмотку возбуждения и якорную цепь двигателя постоянного тока к модулю тиристорного преобразователя согласно рис. 5.6.

На рис. 5.6 используются следующие функциональные узлы стендов: 1 – «Модуль питания стенда»; 2 – «Модуль питания»; 3 – «Модуль измерителя мощности»; 4 – «Модуль тиристорного преобразователя»; 5 – «Модуль силовой».

52

–переключатель «Руч/Авт» SA3 ТП установить в положение «Руч», переключатель SA4 – в положение «НМ»;

–на силовом модуле включить кнопку «Сеть», вывести Rдоб из цепи якоря, установив переключатель SA1 положение «0»,

иустановить номинальный ток возбуждения (переключатель SA2 в положение «0»);

–нажатием кнопки «SB3» модуля питания стенда подать напряжение на асинхронный электродвигатель, который разгонится до скорости холостого хода;

–подать разрешение на работу ТП (переключатель SA6) и определить направление задания момента нагрузки. Для этого выбрать с помощью переключателя SA5 ТП произвольное направление вращения и, плавно задавая момент нагрузки потенциометром RP1, контролировать частоту вращения электродвигателя. Если частота вращения уменьшается, ДПТ создает тормозной момент. В этом случае необходимо вывести потенциометр RP1 в крайнее положение против часовой стрелки, изменить направление задания момента нагрузки установкой переключателя SA5 ТП противоположное в положение (генераторный режим);

–зафиксировать точку холостого хода и записать показания измеряемых величин для первой точки в табл. 5.2.

–далее, увеличивая ток нагрузки двигателя до 5–6 А, задать момент нагрузки потенциометром RP1 тиристорного преобразователя и занести результаты показаний для 5–6 замеров в табл. 5.2.

В. Нагрузка создается синхронным генератором на стенде «CГ-АДКР»

Собрать схему подключения асинхронного двигателя к сети через модуль измерителя мощности, приведенную на рис. 5.7. Подключить к синхронному генератору активную нагрузку согласно рис. 5.7.

Перед проведением работы установить модули стенда в исходное состояние:

54

–автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/Нагрузка» отключен (ручка выключателя находится в нижнем положении);

–установить кнопку «Сеть» блока возбуждения СГ модуля «Электрические машины» в отключенное положение (кнопка не светится);

–потенциометры RP1 и RP2 модуля «Электрические машины» установить в крайнее положение против часовой стрелки;

–тумблер SA4 установить в положение «Стоп»;

–тумблеры SA2, SA3, SA5 модулей перевести в положение

«Руч».

Рис. 5.7. Схема соединения модулей стенда «СГ-АДКР» для опыта с нагрузкой

На рис. 5.7 используются следующие функциональные узлы стендов: 1 – «Модуль Сеть/Нагрузка»; 2 – «Модуль Синхронизация/Измерения»; 3 – «Модуль Электрические машины».

Опыт проводится в следующем порядке:

– включить автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/Нагрузка»;

55

–нажать кнопку SB1 «Вкл» модуля «Сеть/Нагрузка» для запуска асинхронного двигателя;

–зафиксировать первую точку холостого хода и записать показания измеряемых величин для первой точки в табл. 5.2.

–включить кнопку «Сеть» блока возбуждения модуля «Элек-

трические машины» и установить ток возбуждения iв = 6А, переключательнагрузкиSA1 приэтомнаходитсяположении7 (разрыв);

–далее уменьшая сопротивление нагрузки генератора переключателем SA1 до нулевого положения записать замеры показаний активной мощности, тока и напряжения статора, тока и напряжения синхронного генератора и скорости вращения ротора в табл. 5.2.

Таблица 5 . 2 Данные опыта работы с нагрузкой

Обработка результатов испытаний

1. Рассчитать сопротивление фазы обмотки статора при 75 °С по формуле

R1(75 ) = R1[1 + 0,004(75 C – )],

где – температура окружающей среды во время опыта; R1 – измеренное сопротивление фазы статора.

2. Используя экспериментальные данные из табл. 5.1, рассчитать и построить в одних осях зависимости P0, I0, cosφ0 = f (U1). Результатырасчетов свестив табл. 5.3.

P0 = P0∑ – определяется измерителем мощности.

56

3. Выполнить разделение потерь холостого хода. Потери холостого хода:

Потери в стали (∆pмг) и механические потери определяют из характеристик холостого хода. Вычитая из мощности Р0, потребляемой двигателем при холостом ходе, электрические потери в обмотке статора ∆p0эл при холостом ходе, получают сумму потерь в стали ∆pмг и механические потери ∆pмех:

Р Р Р Р 3I 2 R p p .

0 0 0эл1 0 0 1 75 мг мех

Рис. 5.8. Разделение потерь холостого хода

Для разделения потерь в стали и механических строят кри-

вую зависимости Р0 Р0 3I02 R1 75 pмг pмех f U1 . Экстраполируя ее до пересечения с осью ординат (рис. 5.8, a), полу-

ординат.

57

Эта точка соответствует механическим потерям ∆pмех, так как теоретически при U1 = 0 и n = n1 потери в стали ∆pмг = 0.

На практике экстраполяция кривой Р0 f U1 может привести

к ошибке, так как крайняя левая точка этой кривой располагается на значительном расстоянии от оси ординат. Эта ошибка мо-

жет быть уменьшена, если построить зависимость Р0 f U1 2 ,

которая ближе к прямой и на которой опытные точки располагаются более удобно для экстраполяции (рис. 5.8, б).

Расчетные данные сводятся в табл. 5.3.

определить ∆pмг и ∆pмех.

4. Определить коэффициент полезного действия по выражению

Р1 p ,

Р1

где ∆p = ∆pэл1 + ∆pэл2 + ∆pмг + ∆pмех + ∆pдоб.

Мощность P1 – определяется с помощью измерителя мощности (см. табл. 5.2).

Электрические потери в обмотке статора ∆pэл1 определяют по току статора и сопротивлению R1(75 ):

Электрические потери в обмотке ротора ∆pэл2 определяют по скольжению S и электромагнитной мощности Рэм:

pэл2 Рэм S , Pэм Р1 pэл1 pмг , S n1n1 n ,

где n1 – синхронная скорость поля статора; n – измеренная скорость ротора (см. табл. 5.2).

58

Потери в стали ∆pмг и механические ∆pмех определяют для номинальногонапряженияметодомразделения потерь (см. рис. 5.8).

Добавочные потери обусловлены неравномерным распределением плотности переменного тока в обмотках, вихревыми токами, вызванными полями рассеяния в различных частях машины к пульсациями магнитного поля машины.

Согласно ГОСТ 11828–86 они составляют 0,5 % Р1н при номинальном токе I1н, при других нагрузках добавочные потери изменяются пропорционально квадрату тока:

pдоб 0,005Р1н II1 2 ,1н

где I1 – текущее значение тока статора; I1н – номинальное значе-

ние тока статора, P1н P2н .

н

Результаты расчета потерь свести в табл. 5.4.

Таблица 5 . 4 Результаты расчета потерь и коэффициента полезного действия.

5. По данным табл. 5.2 рассчитать рабочие характеристики асинхронного двигателя и результаты расчета свести в табл. 5.5.

Таблица 5 . 5 Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя

59