Лабораторна робота №6

ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИФАЗНОГО ІНДУКЦІЙНОГО РЕГУЛЯТОРА

Мета: Вивчити будову і принцип роботи індукційного регулятора, методику зняття вихідних характеристик регулятора.

Програма роботи

1. Ознайомитися з будовою лабораторної установки, записати паспортні дані досліджуваного індукційного регулятора, підібрати відповідні їм вимірювальні прилади.

2. Зняти вихідні характеристики U = f(α) індукційного регулятора при:

а) правильному чергуванні фаз;

б) неправильному увімкненні фаз (А-В);

в) неправильному увімкненні фаз (А-С);

г) неправильному увімкненні фаз (В-С);

3. Визначити коефіцієнт трансформації індукційного регулятора.

4. Для кожного із дослідів підпункту 2 побудувати залежності U = f(α) та векторні діаграми.

Схема електрична принципова стенда для дослідження індукційного

регулятора

Паспортні дані електричних машин

Індукційний регулятор напруги:

тип – Фр–41А;

Sн = 0,5кВА; m = 3; f = 50 Гц; /Y = 220/380 В; І1 = 1,31 А/2,24 А;

U_2лн = 38405 В.

Таблиця 6.1 – Експериментальні дані для побудови вихідної

характеристики індукційного регулятора

Векторна діаграма фазних напруг і ЕРС для однієї фази

Висновок: Під час виконання лабораторної роботи я вивчив будову і принцип роботи індукційного регулятора, методику зняття вихідних характеристик регулятора.

Контрольні запитання

1. Будова асинхронної машини. Режими її роботи.

Будова асинхронної машини

Асинхронна машина складається з двох основних частин:

Статор:Неподвижна частина машини, що містить обмотку статора. Ця обмотка, підключена до мережі змінного струму, створює обертове магнітне поле.

Статор асинхронної машини

Ротор:Рухома частина машини, що містить обмотку ротора (клітка білки) або інший тип обмотки. Ця обмотка під дією обертового магнітного поля статора наводить в собі ЕРС, що створює струм в роторі.

Ротор асинхронної машини

Статор і ротор асинхронної машини розділені повітряним зазором.

Асинхронна машина може працювати в трьох основних режимах:

Двигунний режим: Найпоширеніший режим роботи, при якому обертове магнітне поле статора обертається швидше, ніж ротор. Це призводить до ковзання, яке генерує обертаючий момент на валу ротора.

Генераторний режим: У цьому режимі ротор обертається швидше, ніж обертове магнітне поле статора. Це призводить до негативного ковзання, яке генерує ЕРС в обмотці ротора, що може бути використано для живлення навантаження.

2. Робота асинхронної машини при нерухомому роторі в режимах холостого ходу, короткого замикання і навантаження. Приведення параметрів ротора до статора.

Робота асинхронної машини при нерухомому роторі Режим холостого ходу

При нерухомому роторі (n = 0) ковзання s = 1.

В цьому режимі:

Електромагнітний момент: M = 0 Нм. Оскільки ротор не обертається, то не виникає корисної механічної роботи.

Індуктивний струм ротора: I2 = 0 А. Ротор не рухається, тому в ньому не індукується ЕРС.

Активна потужність: P2 = 0 Вт. Немає корисної механічної роботи, тому активна потужність, що споживається ротором, дорівнює нулю.

Реактивна потужність: Q2 = Q1. Ротор і статор споживають однакову реактивну потужність для створення магнітного поля.

Коефіцієнт потужності: cosφ2 = 0. Відсутність корисної механічної роботи призводить до низького коефіцієнта потужності. Режим короткого замикання В цьому режимі:

Електромагнітний момент: M = Mкз. Максимальний момент, який може розвинути асинхронна машина.

Індуктивний струм ротора: I2 = Iкз. Великий індуктивний струм, що призводить до значного нагрівання ротора.

Активна потужність: P2 = Pкз. Висока активна потужність, що споживається ротором, через значний індуктивний струм.

Реактивна потужність: Q2 = Qкз. Висока реактивна потужність, що споживається ротором, через магнітне поле.

Коефіцієнт потужності: cosφ2 = 0. Низький коефіцієнт потужності через відсутність корисної механічної роботи.

3. Призначення, будова і принцип роботи індукційного регулятора.

Індукційний регулятор призначений для плавного та безступеневого регулювання змінного струму в колах змінного струму. Їх використовують у різних галузях, таких як:

Електроприводи: регулювання швидкості обертання електродвигунів Освітлення: регулювання яскравості світильників

Нагрівання: регулювання температури нагрівальних елементів

Зарядні пристрої: регулювання струму зарядки акумуляторів

Індукційний регулятор складається з двох основних компонентів:

Індуктивний трансформатор: Це трансформатор з регульованим повітряним зазором. Повітряний зазор змінюється за допомогою механічного приводу, що призводить до зміни індуктивності трансформатора.

Випрямляч: Випрямляч перетворює змінний струм на постійний струм, який використовується для керування механічним приводом.

Індукційний регулятор працює за принципом зміни індуктивності індуктивного трансформатора. Коли індуктивність трансформатора змінюється, змінюється ЕРС, що індукується в його вторинній обмотці. Ця

ЕРС використовується для живлення навантаження.

4. Схеми з’єднання обмоток трифазного індукційного регулятора, методика маркування початків і кінців його фаз.

Трифазні індукційні регулятори напруги (ІРН) мають широке застосування завдяки своїй простоті, надійності та можливості плавного регулювання напруги. Їхніми основними елементами є статор і ротор, кожен з яких має три обмотки.

У схемі "зірка" початки всіх трьох обмоток статора з'єднуються в одній точці, яка називається нейтральною. Кінці обмоток підключаються до трьох вихідних клем регулятора.

Ця схема забезпечує симетричне регулювання напруги на всіх трьох фазах. Її перевагами є простота реалізації та низький рівень гармонік.

У схемі "трикутник" кінці обмоток статора з'єднуються послідовно, утворюючи замкнутий трикутник. Початки обмоток підключаються до трьох вихідних клем регулятора.

Ця схема забезпечує більш високу потужність регулятора при однаковій конструкції статора в порівнянні зі схемою "зірка".

5. Векторні діаграми трифазного індукційного регулятора в режимі холостого ходу при правильній і неправильній схемах ввімкнення та їх обґрунтування.

У правильній схемі ввімкнення первинні обмотки індукційного регулятора з'єднуються зіркою, а вторинні - зіркою або трикутником. В цьому режимі ЕРС вторинних обмоток підсумовуються геометрично, утворюючи трифазну систему ЕРС, яка збігається за напрямком з ЕРС первинних обмоток.

У неправильній схемі ввімкнення первинні обмотки індукційного регулятора з'єднуються зіркою, а вторинні - трикутником. В цьому режимі ЕРС вторинних обмоток не підсумовуються геометрично, а утворюють дві трифазні системи ЕРС, які обернені одна до одної.

5. Теоретично пояснити співвідношення між геометричними і електричними градусами в електричній машині.

В електричних машинах геометричні градуси і електричні градуси використовуються для опису кутових величин, пов'язаних з розташуванням обмоток, магнітних полів та інших компонентів.

Геометричні градуси вимірюють кут в градусах між двома точками на площині.

Електричні градуси вимірюють частку електричного кола, що охоплюється кутом. Одне електричне коло дорівнює 360 градусам.

8. Призначення, будова, схема з'єднання обмоток і принцип роботи фазорегулятора.

Фазорегулятор - це пристрій, призначений для плавного регулювання кута фазового зсуву між двома синусоїдальними ЕРС. Він використовується в різних електротехнічних системах, таких як:

Системи керування потужністю: Фазорегулятори використовуються для регулювання активної та реактивної потужності, що передається між двома мережами.

Електроприводи: Фазорегулятори використовуються для регулювання швидкості обертання електродвигунів змінного струму.

Випрямлячі: Фазорегулятори використовуються для регулювання вихідної напруги випрямлячів.

Вимірювальні прилади: Фазорегулятори використовуються для вимірювання кута фазового зсуву між двома сигналами.

Фазорегулятор складається з двох основних компонентів:

Трансформатор: Трансформатор використовується для отримання двох синусоїдальних ЕРС з однаковою амплітудою, але з різницею фазового кута.

Регулюючий елемент: Регулюючий елемент використовується для зміни кута фазового зсуву між двома ЕРС.

Роботу виконав: студент 4 курсу ЕЕЕ-20001б Ткаченко Денис