ЭлМаш7лаб
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра РАПС
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №7
по дисциплине «Электрические машины»
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ
Студент гр. _________________
Преподаватель _________________ Илатовская Е.В.
Санкт-Петербург
2025
Цель работы
Исследование рабочих свойств асинхронного двигателя с фазным ротором (АД) с помощью характеристик, полученных опытным путем, и анализ его работы в генераторном режиме.
Номинальные данные асинхронного двигателя
Схема электроустановки
Рисунок 1 – Схема исследуемой электроустановки
Обработка результатов
1. Коэффициент трансформации. По данным измеренным в п. 7.2 рассчитаем коэффициент трансформации обмоток АД.
Нашли
напряжение на статоре и роторе:
.
Считаем
коэффициент трансформации:
и построим характеристики холостого
хода (см. рис 2).
Рассчитаем для первого замера:
Таблица 1 – Характеристика холостого хода
U10, В |
I10, A |
P10, Вт |
cos(φ0) |
220 |
4,5 |
300 |
0,175 |
180 |
3,2 |
200 |
0,178 |
150 |
2,6 |
200 |
0,296 |
120 |
2 |
170 |
0,409 |
90 |
1,45 |
150 |
0,666 |
60 |
1,4 |
120 |
0,824 |
3. Характеристики короткого замыкания. По данным из таблицы 2 рассчитаем коэффициент мощности и параметры двигателя и построим график характеристик короткого замыкания (см. рис.3).
Рассчитаем, например, для второго замера:
Теперь находим параметры двигателя:
Таблица 2 – Характеристики короткого замыкания
U1, В |
I1к, A |
P1к, Вт |
cos(φк) |
8 |
1 |
0 |
0 |
12 |
2 |
20 |
0,481 |
20 |
3 |
40 |
0,385 |
30 |
4 |
70 |
0,338 |
30 |
5 |
80 |
0,308 |
38 |
6 |
120 |
0,304 |
42 |
7 |
160 |
0,314 |
50 |
8 |
200 |
0,289 |
52 |
9 |
240 |
0,296 |
58 |
10 |
320 |
0,319 |
4. Рабочие характеристики. По данным из таблицы 3 рассчитаем рабочие характеристики асинхронного двигателя и построим соответствующие кривые (см. рис. 4).
Таблица 3 – Снятые рабочие характеристики
U1, В |
I1, A |
P1, Вт |
n2, об/мин |
Uг, В |
I2г, А |
I1г, А |
220 |
4,5 |
300 |
1487 |
0 |
0 |
0 |
220 |
4,5 |
300 |
1486 |
220 |
0 |
0,18 |
220 |
5,6 |
1150 |
1438 |
200 |
3,2 |
0,18 |
220 |
5,7 |
1200 |
1434 |
190 |
3,5 |
0,17 |
220 |
5,9 |
1300 |
1429 |
190 |
4 |
0,17 |
216 |
7 |
1900 |
1397 |
150 |
6,8 |
0,17 |
215 |
7,6 |
2200 |
1378 |
125 |
9 |
0,17 |
Для примера посчитаем характеристики для пятого замера:
Таблица 4 – Рабочие характеристики АД
I1, А |
cos(φ1) |
s |
P2, Вт |
M2, H*m |
η, % |
Uг, В |
I2г, А |
I^(2)2г*r^2, Вт |
4,5 |
0,175 |
0,009 |
300 |
1,93 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,5 |
0,175 |
0,009 |
300 |
1,93 |
94,5 |
220 |
0 |
0 |
5,6 |
0,539 |
0,041 |
950 |
6,3 |
82,6 |
200 |
3,2 |
10,24 |
5,7 |
0,553 |
0,044 |
977 |
6,5 |
81,4 |
190 |
3,5 |
12,25 |
5,9 |
0,578 |
0,047 |
1076 |
7,2 |
82,7 |
190 |
4 |
16 |
7 |
0,726 |
0,069 |
1366 |
9,3 |
71,8 |
150 |
6,8 |
46,24 |
7,6 |
0,777 |
0,081 |
1506 |
10,4 |
68,5 |
125 |
9 |
81 |
Рисунок 4 – Рабочие характеристики АД
5. Асинхронная машина в генераторном режиме. По данным таблицы 5 рассчитаем характеристики асинхронной машины и построим соответствующие кривые (см. рис. 5).
Рассчитаем для второго замера:
Таблица 5 – Характеристики асинхронной машины в генераторном режиме
U1, В |
I1, A |
P2, Вт |
n2, об/мин |
cos(φ1) |
220 |
5 |
0 |
1509 |
0,00 |
220 |
5 |
200 |
1518 |
0,10 |
220 |
5 |
400 |
1528 |
0,21 |
220 |
5,2 |
500 |
1536 |
0,25 |
220 |
5 |
700 |
1542 |
0,33 |
|
|
|
|
|
s |
Uд, В |
I2д, А |
I1д, А |
P1, Вт |
η, % |
-0,006 |
210 |
2 |
0,14 |
420 |
0,0 |
-0,012 |
210 |
3 |
0,14 |
630 |
31,7 |
-0,019 |
210 |
4 |
0,14 |
840 |
47,6 |
-0,024 |
205 |
5 |
0,14 |
1025 |
48,8 |
-0,028 |
205 |
6 |
0,14 |
1230 |
56,9 |
Рисунок 5 - Рабочие характеристики асинхронной машины в генераторном режиме
Вывод
В ходе выполнения лабораторной работы были изучены свойства трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором. Были сняты и построены характеристики холостого хода, короткого замыкания, а также рабочие характеристики двигателя. На основании полученных данных рассчитаны основные параметры машины: коэффициент трансформации обмоток, скольжение, электромагнитный момент, коэффициент мощности и КПД. Построенные рабочие характеристики показали, что при увеличении нагрузки частота вращения двигателя снижается, что приводит к повышению тока в роторе и полезного момента. КПД растёт до номинального значения, а затем уменьшается в связи с возрастанием потерь. Установлено, что в генераторном режиме скольжение отрицательно, что говорит о том, что ротор вращается быстрее магнитного поля статора.