МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра РАПС
отчет
по лабораторной работе №6
по дисциплине «Электрический привод»
Тема: «Регулирование скорости асинхронного электропривода изменением числа пар полюсов и частоты питающего напряжения»
Студент гр. 0421 |
|
Токарев А.А. |
Преподаватель |
|
Королев В.В. |
Санкт-Петербург
2024
Цель работы: практическое изучение способов регулирования скорости электропривода изменением числа пар полюсов обмотки статора электродвигателя и частоты питающего напряжения; анализ зависимости скорости и критического момента электродвигателя от числа пар полюсов и частоты.
Паспортные данные двигателя:
Тип двигателя: А62-12/8/6/4;
Номинальная мощность: 2 кВт;
Номинальное напряжение питания: 220 В;
Номинальный ток: 10,5/9,2/8,5/8,5 А;
Номинальная скорость вращения: 465/715/970/1460 об/мин;
Описание лабораторной установки:
Схема лабораторного стенда представлена в приложении А. В установке используется четырехскоростной двигатель М. Для переключения соединений фаз обмоток служит контроллер QS4. Нагрузка на валу двигателя создается электромагнитным тормозом YB, ток возбуждения которого изменяется резистором Rв . Момент нагрузки контролируется по шкале, установленной на электромагнитном тормозе. На стенде размещены приборы для измерения напряжения, частоты, тока статора и скорости двигателя. Схема стенда позволяет подавать питание на двигатель как от сети (переключатель SQ3 в позиции 1), так и от управляемого статического преобразователя (SQ3 в позиции 2), напряжение и частота
которого регулируются установленными на пульте резисторами «Управление напряжением и частотой».
Ход работы:
Регулирование скорости электропривода изменением числа пар полюсов электродвигателя
Проведем опыт короткого замыкания при заклиненном диске электромагнитного тормоза. В каждой из четырех позиций контроллера QS4 измерим ток, напряжение и момент на валу заторможенного электродвигателя. Результаты измерений занесем в таблицу 1. Схемы соединения обмоток представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схемы соединения обмоток
Рассчитаем фазное напряжения. В схеме рис. 1, а обмотки соединены треугольником, следовательно, фазное напряжение будет равно:
В качестве примера расчета приведем расчет фазного напряжения для первой строки таблицы 1 согласно формуле (1):
Рассчитаем фазный ток. В схеме рис. 1, а обмотки соединены треугольником, поэтому фазный ток будет равен:
В качестве примера расчета приведем расчет фазного тока для первой строки таблицы 1 согласно формуле (2):
Рассчитаем индуктивное сопротивление короткого замыкания:
В качестве примера расчета приведем расчет индуктивного сопротивления короткого замыкания для первой строки таблицы 1 согласно формуле (3):
Рассчитаем сопротивление короткого замыкания обмотки:
В качестве примера расчета приведем расчет сопротивления короткого замыкания обмотки для первой строки таблицы 1 согласно формуле (4):
Результаты расчетов занесем в таблицу 1.
Таблица 1 – Результаты опыта холостого хода
Позиция контроллера |
Число пар полюсов |
Схема соединения обмоток |
Эксперимент |
Расчет |
|||||
Uл, В |
Iл, А |
Мп, Н·м |
Uф, В |
Iф, А |
x`ф, Ом |
xk, Ом |
|||
1 |
6 |
Рис.1, а |
140 |
22 |
11,8 |
140 |
12,7 |
11,02 |
22,04 |
2 |
4 |
Рис.1, а |
140 |
24 |
3 |
140 |
10,10 |
20,21 |
10,10 |
3 |
3 |
Рис.1, б |
138 |
30 |
3,4 |
79,67 |
2,66 |
5,31 |
2,66 |
4 |
2 |
Рис. 1, в |
145 |
26 |
0,2 |
145 |
9,66 |
4,83 |
9,66 |
Проведем расчет параметров асинхронного двигателя. Рассчитаем скорость идеального холостого хода:
В качестве примера расчета приведем расчет скорости идеального холостого хода для первой строки таблицы 2 согласно формуле (5):
Рассчитаем номинальное скольжение:
В качестве примера расчета приведем расчет номинального скольжения для первой строки таблицы 2 согласно формуле (6):
Рассчитаем критическое скольжение:
В качестве примера расчета приведем расчет критического скольжения для первой строки таблицы 2 согласно формуле (7):
Рассчитаем активные сопротивления короткого замыкания:
В качестве примера расчета приведем расчет активных сопротивлений короткого замыкания для первой строки таблицы 2 согласно формуле (8):
Рассчитаем критический момент:
В качестве примера расчета приведем расчет критического момента для первой строки таблицы 2 согласно формуле (9):
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.
Таблица 2 – Расчет параметров асинхронного двигателя
№ |
Параметр электродвигателя |
Номер позиции контроллера |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
||
1 |
Uф – напряжение фазы статора, В |
140 |
140 |
79,67 |
145 |
2 |
pп – число пар полюсов |
6 |
4 |
3 |
2 |
3 |
R1 – активное сопротивление фазы статора, Ом |
3,12 |
1,89 |
0,32 |
0,26 |
4 |
x16 – индуктивное сопротивление рассеяние фазы статора, Ом |
11,02 |
10,1 |
2,66 |
2,41 |
5 |
R`2 – активное сопротивление фазы ротора, приведенное к статору |
3,12 |
1,89 |
0,32 |
0,26 |
6 |
x`26 – индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора, приведенное к статору, Ом |
11,02 |
10,1 |
2,66 |
2,41 |
7 |
Mк – критический момент двигателя, Н·м |
22,13 |
16,87 |
16,12 |
39,41 |
Меняя момент нагрузки, рассчитаем механические характеристики для различных значений pн. Результаты эксперимента занесем в таблицу 3.
Таблица 3 – Построение механических характеристик для разного числа пар полюсов
Число пар полюсов |
f, Гц |
U, В |
I, А |
n, об/мин |
ω, рад/с |
M, Н·м |
Mп, Н·м |
6 |
50 |
138 |
4 |
495 |
51,84 |
0,8 |
11,8 |
6 |
50 |
132 |
7,5 |
460 |
48,17 |
12,3 |
11,8 |
6 |
50 |
132 |
8,5 |
450 |
47,12 |
14 |
11,8 |
6 |
50 |
132 |
10 |
420 |
43,98 |
17,1 |
11,8 |
6 |
50 |
132 |
11 |
410 |
42,94 |
18,8 |
11,8 |
3 |
50 |
138 |
2,5 |
990 |
103,67 |
1 |
3,4 |
3 |
50 |
134 |
7 |
950 |
99,48 |
6,3 |
3,4 |
3 |
50 |
133 |
9 |
930 |
97,39 |
8,7 |
3,4 |
3 |
50 |
131 |
11 |
920 |
96,34 |
11,6 |
3,4 |
3 |
50 |
131 |
13 |
900 |
94,25 |
12 |
3,4 |
Механические характеристики представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении числа пар полюсов