Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“ Ивановский Государственный энергетический университет им. В.И. Ленина”

Отчет по лабораторной работе испытание асинхронных машин

Выполнил: П.С. Седых

Иваново 2014

ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННЫХ МАШИН

ЦЕЛЬ: испытание асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах, режимах холостого хода и короткого замыкания, ознакомление со способом пуска машины в ход, обучение построению круговой диаграммы и ее использованию.

Перечень и технические данные аппаратуры стенда

Обозначение/Тип	Наименование	Параметры
G1/201.2	Трехфазный источник питания	~ 400 В / 16 А
G2/206.1	Источник питания постоянного тока	= от 0 до 250 В/ 3 А (якорь) = 220 В/ 1 А (возбужд.)
G3/209.2	Возбудитель синхронной машины	= от 0 до 40 В / 3,5 А
А2/347.1	Трёхфазная трансформаторная группа	~ 380 ВА/ 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6, А8 /301.1	Трехполюсный выключатель	~ 400 В / 10 А
А9/307.1	Реостат в цепи ротора машины переменного тока	3 0…40 Ом / 1 А
А10/306.1	Активная нагрузка	220 В / 30…50 Вт;
А11/308.1	Реостат	0…2000 Ом / 0.3 А
А13/323.2	Реостат	2×0…100 Ом / 1 А
Р1/508.2	Блок мультиметров	= ~ от 0 до 1000 В / от 0 до 10 А / от 0 до 20 МОм
Р2/507.2	Измеритель мощностей активной и реактивной	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А.
Р3/506.2	Указатель частоты вращения	минус 2000…0…плюс 2000 мин1

Рис. 3.1. Схема испытания асинхронного двигателя с фазным ротором

Опыт холостого хода

Характеристики холостого хода представляют собой зависимости тока, мощности активной и реактивной, частоты вращения вала и коэффициента мощности от величины подводимого к двигателю напряжения в режиме холостого хода:

I₀; P₀; Q₀; n₀; cosφ₀ = f (U₀).

Порядок проведения опыта холостого хода изложен в п. 1.5 данных методических указаний. Приборы, замеряющие ток, мощность и напряжение в цепях двигателя, выбираются по номинальному напряжению и величине тока холостого хода, который у асинхронных двигателей составляет 25 – 50 % от номинального тока. У исследуемого двигателя I_Н = 0,35 А и U_НЛ = 127 В. После пуска двигателя в ход выводят до нуля пусковые сопротивления в цепи ротора. При снятии характеристик в режиме холостого хода двигателя подводимое напряжение U₀ изменяется от повышенного значения, примерно на 10 – 20 % выше номинального U₀ = 1,2 U_Н, до величины U₀ = 0,4 U_Н, при которой еще возможна устойчивая работа двигателя. Дальнейшее снижение напряжения ведет к заметному уменьшению частоты вращения вала и увеличению потребляемого из сети тока. Для контроля этого эффекта полезно снять зависимость Q₀ и частоты вращения n₀ вала двигателя от величины напряжения холостого хода. Как только потребляемый из сети ток начнет расти по мере уменьшения напряжения, следует прекратить дальнейшее снижение напряжения и прервать проведение опыта.

Изменение напряжения на двигателе производится переключением отпаек обмоток трехфазных трансформаторных групп на первичной и вторичной сторонах. Следует иметь в виду, что переключение напряжения на первичной стороне трансформатора в сторону больших напряжений ведет к уменьшению напряжения на вторичной стороне. На вторичной стороне трансформатора для уменьшения напряжения на двигателе следует переключатель устанавливать на меньшие значения. Во всем диапазоне измерений делают 6 – 7 замеров. При этом обязательно надо снять точки при напряжении несколько выше номинального и ниже половины его номинального значения. Данные измерений занести в табл. 3.1.

В таблице приняты обозначения: U_0Л – линейное напряжение сети, В; I_0Л – линейный ток сети, А; P_W0 – активная мощность одной фазы, Вт; Q_W0 – реактивная мощность одной фазы, вар; n₀ – частота вращения вала, об/мин. Остальные величины пояснены в ходе расчета.

Характеристики холостого хода
Из опыта						Из расчета
U0Л,	I0Л,	PW0,	QW0,	n0,	U0Ф,		Q0,	Р0,	рэл1,	рмх+рст+рд	cosφ0
B	A	Вт	вар	об/мин	B		вар	Вт	Вт	Вт
163	0.3	13	28	1400	94.22		84	37.5	10.12	27.38	0.39
145	0.3	10	20	1400	83.82		60	30	7.88	22.12	0.40
137	0.3	10	18	1400	79.19		54	30	7.36	22.64	0.44
128	0.3	10	15	1400	73.99		45	30	6.86	23.14	0.48
119	0.3	10	19	1400	68.79		57	30	6.38	23.62	0.54
88	0.3	10	8	1200	50.87		24	30	5.47	24.53	0.79
75	0.3	10	8	1100	43.35		24	30	6.38	23.62	0.86

Обработка результатов испытаний. Обмотки статора асинхронного двигателя соединены в звезду (Y). Поэтому линейное напряжение сети U_0Л равно линейному напряжению двигателя и определится по показанию вольтметра.

Потребляемый двигателем линейный ток холостого хода I_0Л, равный фазному току I_0Ф = I_0Л, определится показаниями включенного в цепь амперметра. Мощность, потребляемая двигателем из сети, равна утроенному показанию однофазного ваттметра, Р₀ = 3Р_W0. Аналогично определяется и потребляемая реактивная мощность, Q₀ = 3Q_W0.

После определения базовых величин режима холостого хода рассчитываются фазное напряжение двигателя и коэффициент мощности:

; .

Электрические потери в обмотке статора двигателя, сумма потерь в стали, механических и добавочных потерь машины определятся как

р_эл1 = 3(I_0Ф)² r_{1 75} ; р_Σ = р_ст + р_мх + р_д = Р₀ – р_эл1.

Приняты следующие обозначения величин: р_эл1 – электрические потери в обмотке статора, Вт; I_0Ф – фазный ток, равный измеренному амперметром линейному току (I_0Ф = I_0Л), соединение «звезда» (Y), А; r_1 75 – активное сопротивление фазы обмотки, приведенное к рабочей температуре 75^оС (см. п. 1.4), Ом; р_Σ – сумма потерь двигателя в стали, механических и добавочных, Вт; р_ст – потери в стали сердечника статора, Вт; р_мх – потери механические, Вт; р_д – потери добавочные, Вт; р_д = 0,005 Р_Н; P₀ – полная активная мощность холостого хода, Вт.

Характеристики холостого хода