Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Методическое пособие к выполнению лабораторных работ по электротехнике, электронике и электрооборудованию. Часть 2. Электрические машины

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Электрические потери в обмотке статора вычисляют по формуле



 





 



P

РЭ = 3 I

1Ф R1

где I1Ф - фазный ток электродвигателя;

R1 - сопротивление одной фазы обмотки статора. Магнитные и механические потери у исследуемого электродвигателя

одинаковы по величине и могут быть приняты

= РМХ ≈ 60 Вт.

МГ1

Электрические потери в обмотке ротора определяют через электромагнитную мощность электродвигателя РЭМ и скольжение:

РЭ2 = РЭМ s ,

где РЭМ = Р1 - РЭ1 - Р

МГ1

, s - скольжение асинхронного электродвигателя. Добавочные потери Р

при номинальной нагрузке принимают рав-

ДОБ

ными 0,005 Р1Н. Для других нагрузок их определяют путем пересчета в отношении квадратов токов:

= 0,005 Р1Н

ДОБ

где

Величины РН, I1H и ηH берут из каталожных данных электродвигателя.

4. Содержание отчета:

4.1. Название работы.

4.2. Цель работы.

4.3. Рабочее задание.

4.4. Технические данные оборудования, задействованного в работе.

4.5. Электрическая схема установки.

4.6. Расчетные формулы, таблицы измеренных и вычисленных парамет-

ров, цифровой пример расчета по каждому параметру для характерных точек.

4.7. Рабочие характеристики при номинальном напряжении (все рабо-

чие характеристики) и на другом графике то же при пониженном напряжении.

4.8. Номинальные параметры электродвигателя, полученные по экспе-

риментально полученным характеристикам.

4.9. ВЫВОДЫ.

5. Контрольные вопросы:

5.1. Объясните принцип получения вращающегося магнитного поля в

асинхронном электродвигателе.

5.2. Принцип действия асинхронного электродвигателя. Физический

смысл и математическое выражение скольжения асинхронного электродвигателя.

5.3. Изобразите диаграмму активной мощности асинхронного электро-

двигателя с указанием всех потерь. Приведите формулу КПД асинхронного электродвигателя с расшифровкой всех составляющих.

5.4. Объясните физический смысл вида каждой рабочей характеристики.

5.5. Сравните экспериментально полученные рабочие характеристики с

теоретическими и объясните причину несоответствия (если таковое будет иметь место).

РНТ

Генератор Нагрузка

К 505

Ш1 Ш2

Я1 Д2

G LP

U = 0...220 B

+ -

C2 C3

C4 C5 C6

A AB BC C

Схема для снятия рабочих характеристик

Рис. 1

Рабочие характеристики асинхронного электродвигателя

Рис. 2

I1, M, η, cos φ, n, s

cos φ

n 0

M0 cos φ

Р2

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКА И ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХНОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

1. Цель работы: изучение проблем пуска асинхронного электродвига-

теля с короткозамкнутым ротором и тормозных режимов.

2. Рабочее задание:

2.1. Изучить: устройство и принцип действия асинхронных электродви-

гателей с короткозамкнутым и с фазным ротором; механические характеристики асинхронных электродвигателей естественную и искусственные и характерные точки на этих характеристиках; проблемы, возникающие при пуске асинхронного электродвигателя и пути решения этих проблем; реверсирование асинхронных двигателей.

2.2. Изучить тормозные режимы асинхронного электродвигателя, спо-

собы регулирования интенсивности торможения в различных режимах.

2.3. Изучить состав лабораторного стенда; назначение, устройство и

принцип действия аппаратов и устройств, задействованных в лабораторной работе. Записать в отчет номинальные технические данные исследуемого асинхронного электродвигателя.

2.4. Определить экспериментальным путем величину пускового момен-

та асинхронного электродвигателя и установить зависимость пускового момента и пускового тока от величины фазного напряжения на обмотках статора.

2.5. Построить механические характеристики асинхронного электродви-

гателя с короткозамкнутым ротором по 4 характерным точкам при номинальном и пониженном напряжениях питающей сети.

2.6. Осуществить тормозные режимы асинхронного электродвигателя с

короткозамкнутым ротором, изучить способы регулирования интенсивности торможения.

2.7. Произвести реверс асинхронного электродвигателя.

2.8. Сделать выводы. Сравнить результаты эксперимента с теорией.

3. Методические рекомендации к выполнению работы:

3.1. К п.п. 2.1, 2.2 и 2.3 рабочего задания. Эти пункты выполняются сту-

дентами самостоятельно с использованием материала лекций, рекомендованной литературы и действующих макетов в лаборатории. Особое внимание следует обратить на разделы учебной литературы, посвященные механическим характеристикам асинхронного электродвигателя; проблемам, возникающим при пуске асинхронного электродвигателя и путям решения этих проблем; логике связи физических процессов и их математического описания. Следует также изучить тормозные режимы асинхронного электродвигателя.

3.2. К п. 2.4 рабочего задания. При выполнении этого раздела рекомен-

F81,9MП

дуется следующий алгоритм действий:

1) собрать схему прямого пуска асинхронного электродвигателя с

короткозамкнутым ротором (рис. 1);

2) измерить величину пускового тока и пускового момента элек-

тродвигателя. Измерение проводится при неподвижном роторе. Ротор закрепляют в неподвижном состоянии при помощи троса, закрепляемого с одной стороны в пазу на реборде муфты на валу электродвигателя, а с другой стороны прикрепленного к неподвижной основе через динамометр. После этого электродвигатель кратковременно (на 2…4 секунды) включают в сеть и измеряют потребляемый линейный ток и усилие в тросе. Начальный пусковой момент при этом

где F - показание динамометра, кгс; D - диаметр реборды муфты ; D = 0,112 м. Зафиксировать показания приборов в отчете.

3) выключить автоматические выключатели, снять трос с реборды;

4) дополнить схему рис. 1 резисторами в цепи статора асинхронно-

го электродвигателя и шунтирующим их трехполюсным переключателем SА до схемы рис. 2;

5) при введенных резисторах повторить операции п.п. 2) и 3);

6) разобрать схему рис. 2 и собрать схему пуска асинхронного

электродвигателя переключением обмоток статора со ЗВЕЗДЫ на ТРЕУГОЛЬНИК (рис. 3).

7) повторить операции п.п. 2) и 3) при соединении обмоток статора

ЗВЕЗДОЙ.

3.3. К п. 2.5 рабочего задания. Механические характеристики строятся в осях ω = f (M) по паспортным данным электродвигателя (две на одном графике) в соответствии с рекомендациями, изложенными в «Правилах…», раздел 6 «Обработка результатов и оформление отчета».

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя может быть построена приблизительно с достаточной для инженерных расчетов точностью по четырем характерным точкам (см. рис. 4):

Точка

Смысловая характеристика

точки

Координаты точки

Идеальный холостой

ход

M = 0; ω = ω

Номинальный режим

M = M

ω = ω

Критический режим

M = Mm; ω = ωm

Режим короткого замыкания (пусковой режим; стоянка под током)

М = М

П;

ω = 0

М









f60

n0





Координаты точек A, B, C, D определяются по каталожным данным асинхронного двигателя. Необходимые сведения из каталожных данных приведены в ПРИЛОЖЕНИИ к методическим рекомендациям. Расчет координат точек рекомендуется начать с определения номинальных момента и скорости (точка В):

- номинальный момент двигателя, Нм;

РН – номинальная мощность двигателя, Вт;

- номинальная скорость вращения двигателя, с-1;

nн – номинальная скорость вращения двигателя, об/мин.

Координата ω = ω0 точки А определяется по паспортным данным двигателя:

- скорость идеального холостого хода двигателя, с-1;

- скорость идеального холостого хода, об/мин;

f = 50 Гц – частота промышленной сети в России;

р – число пар полюсов обмотки статора; может быть определено по марке двигателя (например, MTF-111-6. Здесь 6 число полюсов; следовательно,

р = 3). Координаты точки С :

Mm = λm MH – максимальный (критический) момент асинхронного двигателя. МН – номинальный момент двигателя, Нм; был определен ранее.

- перегрузочная способность двигателя (кратность максимально-

го момента); определяется по паспортным данным двигателя (см. ПРИЛОЖЕНИЕ).

ωm – скорость вращения двигателя, соответствующая максимальному мо-

s/ss/s











менту. Для определения этой скорости рекомендуется воспользоваться известной из теоретического курса упрощенной формулой Клосса:

где

М - момент двигателя (текущее значение), Нм; ММ – критический момент двигателя (определен ранее), Нм;

- скольжение асинхронного двигателя;

ω0 – скорость идеального холостого хода двигателя, с-1, определена ранее; ω2 – скорость вращения ротора двигателя с-1, соответствующая n2.

Для определения скольжения, соответствующего максимальному моменту, в формулу Клосса необходимо подставить значения номинального момента и номинального скольжения, а затем решить получившееся квадратное уравнение относительно sM и выбрать корень уравнения, удовлетворяющий смыслу критического скольжения. И, наконец, определить величину скорости ωм, соответствующей величине критического скольжения

ωм = ω 0 (1 - sм ).

Точка D имеет координаты (МП ;  = 0); по оси моментов М = МП, которая определяется как М = λП МН, где λП – кратность пускового момента асинхронного двигателя (паспортная величина, или величина, определяемая экспериментально при заторможенном роторе), а МН – номинальный момент двигателя, Нм.

3.3. К п. 2.6 рабочего задания. Собрать схему динамического торможе-

ния асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором рис. 5. Далее следует выполнить следующие операции:

1) установить на резисторе RPT сопротивление примерно 100 Ом, а

переключатель SA в положение СЕТЬ ( Set, см. рис. 5). Подготовить к работе секундомер часов с секундной стрелкой или числовым отсчетом (воспользоваться личными часами);

2) включить выключатель QS и разогнать электродвигатель до ус-

тановившейся скорости;

3) переключить переключатель SA в положение ТОРМОЖЕНИЕ

(Brake – braking, см. рис. 5) и зафиксировать время от момента

переключения до остановки электродвигателя. Зафиксировать также величину выпрямленного тормозного тока. Отключить автоматические выключатели. Переключатель SA вернуть в положение СЕТЬ. Уменьшить сопротивление резистора

примерно на 20 % по сравнению с предыдущей его уставкой

и повторить операции п.п. 2) и 3);

4) еще раз уменьшить сопротивление резистора R

примерно на

20 % по сравнению с предыдущей его уставкой и повторить операции п.п. 2) и 3);

5) разобрать предыдущую схему и собрать схему торможения

асинхронного электродвигателя противовключением рис. 6;

6) установить переключатель SA в положение СЕТЬ, разогнать

электродвигатель до установившейся скорости, а затем перевести переключатель SA в положение ТОРМОЖЕНИЕ. Убедиться, что электродвигатель перешел в тормозной режим, остановился, а затем реверсировался.

4. Содержание отчета:

4.1. Название работы.

4.2. Цель работы.

4.3. Рабочее задание.

4.4. Технические данные оборудования, задействованного в работе.

4.5. Электрические схемы эксперимента (все, которые выполнялись).

4.6. Расчетные формулы, цифровые примеры расчета характерных точек

механической характеристики.

4.7. Механические характеристики исследуемого электродвигателя при

соединении обмоток статора в ТРЕУГОЛЬНИК и ЗВЕЗДУ.

4.8. ВЫВОДЫ.

5. Контрольные вопросы:

5.1. Перечислите как можно полнее проблемы, возникающие при пря-

мом пуске асинхронного электродвигателя. Поясните суть этих проблем (например, как влияет прямой пуск мощного асинхронного электродвигателя на работу других потребителей, питающихся от того же фидера?).

5.2. Каким образом решаются проблемы пуска асинхронного электро-

двигателя с короткозамкнутым ротором? С фазным ротором?

5.3. Как влияет величина сопротивления пускового резистора на вели-

чину пускового тока и пускового момента? Подтвердите свои рассуждения математическими выкладками.

5.4. Как влияет величина фазного напряжения на величину пускового

тока и пускового момента? Подтвердите свои рассуждения математическими выкладками.

5.5. Почему и на какую величину снижаются пусковые ток и момент

асинхронного электродвигателя при пуске со ЗВЕЗДЫ на ТРЕУГОЛЬНИК ? Докажите.

5.6. Объясните физический смысл четырех характерных точек на меха-

нической характеристике асинхронного электродвигателя.

5.7. Расскажите алгоритм построения естественной механической ха-

рактеристики асинхронного электродвигателя. Какие важные све-

дения о возможностях асинхронного электродвигателя можно получить, располагая его механическими характеристиками?

5.8. Перечислите известные Вам тормозные режимы асинхронного

электродвигателя. Объясните физические процессы, происходящие при каждом способе торможения (докажите, почему происходит торможение электропривода?)

5.9. Движок резистора RPT (рис.5) cдвинули влево (или вправо). Как и

почему изменится интенсивность торможения?

5.10. Назначение и работа контакта РКС в схеме динамического тормо-

жения. Предложите, как можно использовать этот контакт в схеме торможения противовключением.

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]