- •Методические указания
- •2 008 Удк 621.313
- •Редактор и.А. Шимина
- •Часть 1. Электрические машины постоянного тока
- •Исследование генераторов постоянного тока независимого и параллельного возбуждения
- •Порядок выполнения работы
- •Программа работы
- •Требования к отчету по лабораторным работам № 1, 2
- •Контрольные вопросы
- •Исследование электродвигателя постоянного тока независимого (параллельного) возбуждения
- •Порядок выполнения работы
- •Программа работы
- •1. Сборка схемы для проведения испытаний
- •2. Рабочие характеристики двигателя параллельного (независимого) возбуждения
- •3. Регулировочные характеристики двигателя параллельного возбуждения
- •Требования к отчету по лабораторной работе № 3
- •Контрольные вопросы
- •Часть 2. Трансформаторы. Электрические машины переменного тока
- •Исследование однофазного вухобмоточного трансформатора
- •Порядок выполнения работы
- •Программа работы
- •1. Опыт короткого замыкания (к.З.)
- •2. Опыт холостого хода (х.Х.)
- •3. Внешние характеристики трансформатора
- •6. Ток внезапного короткого замыкания
- •Требования к отчету по лабораторной работе № 4
- •Контрольные вопросы
- •Исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором
- •Порядок выполнения работы
- •Программа работы
- •2. Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя
- •3. Снятие рабочих характеристик асинхронного двигателя
- •Требования к отчету по лабораторной работе № 5
- •Контрольные вопросы
- •Исследование асинхронной машины в режиме асинхронного генератора
- •Порядок выполнения работы
- •Программа работы
- •Требования к отчету по лабораторной работе № 6
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Паспортные данные машины постоянного тока
- •Паспортные и расчетные данные асинхронного двигателя с фазным / короткозамкнутым ротором
- •Паспортные данные импульсного датчика скорости
- •Паспортные и расчетные данные трансформатора
6. Ток внезапного короткого замыкания
По данным опыта короткого замыкания и найденным параметрам расчетным способом определите установившийся и ударный ток внезапного короткого замыкания, А:
;
.
Требования к отчету по лабораторной работе № 4
Отчет должен содержать:
1. Наименование и цель работы.
2. Ответы на контрольные вопросы.
3. Расчет всех параметров схемы замещения трансформатора.
4. Принципиальные схемы проведения опытов, таблицы экспериментальных данных и внешние характеристики трансформатора: U2 = f(Kнг) и η = f(Kнг).
5. Расчет установившегося и ударного тока внезапного короткого замыкания.
6. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
Поясните назначение, принцип действия и укажите основные элементы конструкции трансформатора.
2. По каким параметрам классифицируются трансформаторы?
3. Выполните эскизы магнитопроводов однофазных трансформаторов броневого и стержневого типов с указанием всех размеров.
4. Что такое режим холостого хода трансформатора? Приведите схему замещения трансформатора в этом режиме.
5. С какой целью проводится опыт х.х.?
6. Что такое режим короткого замыкания? Приведите схему замещения и поясните, с какой целью проводится опыт к.з.
7. Поясните теорию рабочего процесса трансформатора.
8. Выведите формулы для расчета ЭДС в обмотках трансформатора.
9. Какими способами можно определить КПД трансформатора? Какими потерями мощности сопровождается работа трансформатора?
10. Как зависит максимальный КПД трансформатора от коэффициента нагрузки?
11. Что такое ударный и установившийся ток короткого замыкания?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором
Цель работы: исследование рабочих свойств двигателя путем снятия соответствующих опытных характеристик.
Порядок выполнения работы
Лабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде. Исследуемый асинхронный двигатель входит в состав силового модуля, включающего в себя собственно исследуемый двигатель Ml, нагрузочный генератор - машину постоянного тока – М2 и импульсный датчик скорости МЗ.
Асинхронный двигатель (АД) включается непосредственно в сеть трехфазного переменного тока через модуль добавочных сопротивлений № 1.
Для измерения тока, напряжения и активной мощности статора используется модуль измерителя мощности.
Измерение тока якоря, напряжения на якоре и скорости производится с помощью модуля измерительного и программного обеспечения.
Модуль автотрансформатора используется для питания обмотки возбуждения при снятии рабочих характеристик АД, при этом нагрузкой генератора постоянного тока служат сопротивления модуля добавочных сопротивлений № 2.
Программа работы
1. Изучить схемы для исследования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (в дальнейшем изложении АД), состав и назначение основных модулей, используемых в работе (рис. 1 и рис. 3).
2. Исследовать двигатель в режиме холостого хода.
3. Исследовать двигатель в режиме короткого замыкания.
4. Снять рабочие характеристики двигателя по методу непосредственной нагрузки.
5. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.
Опыт холостого хода
Для опыта холостого хода АД включается непосредственно в сеть трехфазного переменного тока (рис. 1).
Подача напряжения от модуля питания на зажимы асинхронного двигателя силового модуля осуществляется через сопротивления RP1, RP2, RP3 модуля добавочных сопротивлений № 1. Клеммы А, В, С модуля питания соедините с клеммами XS1, XS2, XS3 модуля добавочных сопротивлений № 1.
Две клеммы XS5 и XS6 модуля добавочных сопротивлений соедините с клеммами В1, С1 асинхронного двигателя, а клемму XS4 – с клеммой Х6, Х7 модуля измерительного. Клемму Х8 этого модуля соедините с клеммой А1 асинхронного двигателя.
Для измерения фазных значений тока, напряжения клемму N модуля питания соедините с клеммой Х5 модуля измерительного.
Значение скорости n на валу можно наблюдать на осциллографе. Для этого необходимо выход датчика скорости (клемма XS15 силового модуля) соединить с входом осциллографа.
Исследование двигателя в режиме холостого хода проводится для одного значения напряжения, равного номинальному, и позволяет оценить величину тока холостого хода, а также потери в стали при номинальном напряжении.
Желательно проводить опыт при разъединенной полумуфте, т.е. нагрузочный генератор должен быть отсоединен, в противном случае необходимо знать механические потери нагрузочного генератора.
Опыт проводится в следующей последовательности:
– переключатель модуля добавочных сопротивлений № 1 установите в положение «∞», цепь якоря нагрузочного генератора на момент этого опыта должна быть разомкнута.
– последовательно включите автоматы QF1 и QF2, переключатель SA1 установите в положение «0» – напряжение принимает значение, равное номинальному, запускается асинхронный двигатель.
Данные опыта занесите в табл. 1.
Таблица 1
Данные опыта |
Расчетные данные | |||||||
U1фн |
I10 |
Plф |
ω |
Р10 |
Coscφ10 |
Рэл.1 |
Рст |
I10* |
В |
А |
Вт |
рад/с |
Вт |
|
Вт |
Вт |
от.ед |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отключите автоматы QF2, QF1.
Рассчитайте и внесите в табл.1 следующие данные:
–коэффициент мощности:
,
где Р10 – активная мощность трех фаз Р10 = m1P1ф, Вт, m1 – число фаз;
–потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении:
pст.1 = Р10 - m1·I102·r1 - pмех.ад. - pмех.мпт,,
где r1 – активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды, Ом (Приложение 1, табл. П1.2 ); pмех.ад – механические потери асинхронного двигателя, Вт (Приложение, табл. П1.2); pмех.мпт – механические потери машины постоянного тока, Вт.
Потери в стали сердечника статора при любом другом напряжении могут быть пересчитаны через квадрат напряжения:
,
где рст – потери в стали при любом значении напряжения U1;
–значение тока холостого хода в относительных единицах:
;
–электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя:
pэл.1 = m1·I1ф2·r1.
Опыт холостого хода позволяет определить также параметры «Т»-образной схемы замещения zm, xm и rm:
.
«Т»-образная схема замещения АД представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема замещения АД