Скачиваний:
46
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
193.54 Кб
Скачать

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7.

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С

КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ, ТОРМОЗЯЩИЙ МОМЕНТ НА ВАЛУ КОТОРОГО СОЗДАЕТ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Цель работы:

Целью лабораторной работы является ознакомление с конструкцией и назначением трехфазного асинхронного двигателя и генератора постоянного тока, овладение навыками работы с электрическими машинами.

Теоретическая часть:

Двигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую с целью приведения в действие исполнительного механизма.

Генератор предназначен для преобразования механической энергии в электрическую с целью питания различных электрических устройств.

Любая электрическая машина (генератор, двигатель) имеет две основные части: неподвижный статор и вращающийся ротор, которые содержат магнитопровод и обмотки. В машинах постоянного тока ротор называется якорем (Я), а обмотка статора называется обмоткой возбуждения (ОВ).

При включении в трехфазную сеть обмоток статора трехфазного асинхронного двигателя (ТАД) токи статора создают вращающееся магнитное поле статора. Частота вращения этого поля

n1 = 60 * f1

где: f1 - частота сети; р - число пар полюсов обмоток статора.

Значения n1 образуют шкалу синхронных частот:

3000 мин-1 , 1500 мин-1 , 1000 мин-1 и т.д.

Магнитное поле статора пересекая витки обмотоки ротора, создает в них ЭДС индукции, а следовательно, в короткозамкнутых витках появляются токи ротора. Взаимодействие токов ротора с магнитным полем статора создает электромагнитные силы Ампера, действующие на витки ротора, а следовательно, появляется вращающий момент на валу ротора М, приводящий во вращение исполнительный механизм с частотой n2 . Величина n2 зависит от нагрузки (т.е. от тормозящего момента, создаваемого исполнительным механизмом). Отставание ротора от магнитного поля статора характеризуется скольжением:

S = ( (n1-n2)/n1 ) * 100%

Основной характеристикой двигателя является зависимость частоты вращения ротора от момента сопротивления на валу (от нагрузки), т.е. механическая характеристика. Рабочими характеристиками двигателя являются зависимости:

М = f12); I1 = f22); Соs 1 = f32);

= f42); n2=f52);

При построении рабочих характеристик используются соотношения:

Р2 = 0,104 * М * n2; = Р2/Р1 * 100 % ; cos 1 = P1/( 3 * U1 * I1);

где: Р2 - полезная механическая мощность на валу;

Р1 - мощность, потребляемая из сети;

I1 - ток, потребляемый двигателем из сети;

М - момент на валу;

Сos 1 - коэффициент мощности двигателя;

- КПД двигателя;

U1 - линейное напряжение сети.

Момент сопротивления (тормозящий момент) на валу двигателя создается генератором постоянного тока (ГПТ).

При питании ОВ генератора от постоянного источника возникает ток возбуждения IВ, создающий основное магнитное поле машины Ф.

Чаще всего используют два способа включения ОВ - к независимому источнику питания (независимое возбуждение) и параллельно цепи якоря генератора (параллельное возбуждение).

Вал якоря ГПТ, будучи соединенным с валом асинхронного двигателя, приводится им во вращение, в результате чего индуцируется в обмотках якоря ЭДС Е, а на выходе генератора появляется напряжение U, питающее нагрузку генератора (лампы накаливания), ток цепи якоря Iя взаимодействует с магнитным полем возбуждения Ф и создает тормозящий момент М:

М = СМ * Ф * IЯ;

где: СМ - конструктивный коэффициент машины.

Величина тормозящего момента зависит от величины нагрузки генератора (количества включенных ламп) и, следовательно, от IЯ и от тока возбуждения IВ, создающего магнитный поток Ф.

Основные характеристики генератора:

а) характеристика холостого хода: Е = f6(IВ);

б) внешняя характеристика: U = f7(I);

где: I - ток в нагрузке генератора.

Порядок проведения работы:

  1. Ознакомиться с конструкцией электрических машин, схемой исследования и измерительными приборами.

  2. Собрать электрическую цепь согласно схеме на стенде. Установить пределы измерения приборов в соотвествии с паспортными данными машин.

  3. Снять характеристику холостого хода ГПТ при независимом возбуждении ОВ и записать данные в таблицу 1.

УКАЗАНИЕ: а) следует помнить, что вследствие гистерезиса восходящая и нисхо- дящая ветви характеристики не совпадают, поэтому при проведе- нии эксперимента ток IВ следует сначала только увеличивать от 0 до 0,25 А, затем только уменьшать;

б) остаточная ЭДС в цепи якоря при токе IВ = 0 мала (~2-3%), поэто- му следует правильно устанавливать предел измерения вольтметра.

Таблица 1.

Увеличение IВ

Уменьшение IВ

IВ, A

0

0,25

0

E, B