МЕТ №11_АсинхронныйДвиг

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУ ВПО

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

СНЯТИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Методические указания по выполнению лабораторной работы №11 по дисциплине «Электротехника и электроника»

Курск 2006

Составители: Дородных В.П., Некрасов И.С.

УДК 621.313

Снятие рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсу “ Электротехника” / Курск. гос. техн. ун-т; Сост.: Дородных В.П., Некрасов И.С.

Курск, 2006 .

Рецензент канд. техн. наук, доцент кафедры вычислительной

техники В.И. Иванов

Излагаются методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по курсу “ Электротехника”. Проводится снятие рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Предназначены для студентов машиностроительного факультета специальностей 1502, 1205, 1706,1201,1213

Табл.1. Ил.1. Библиогр.: 4 назв.

Текст печатается в авторской редакции

Редактор О.А. Петрова

ЛР № 020280 от 09.12.96. ПЛД № 50-25 от 01.04.97.

Подписано в печать . Формат 6084 1/16. Печать офсетная.

Усл.печ.л. .Уч.–изд. Л. .Тираж экз.

Заказ .

Курский государственный технический университет.

Издательско-полиграфический центр Курского государственного университета. 305040 Курск, 50 лет Октября, 94.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Изучить устройство асинхронного двигателя (АД) на разобранных образцах.

2. Снять и построить рабочие характеристики трёхфазного асинхронного двигателя СТАД) с короткозамкнутым ротором.

Подготовка к исследованиям.

2.1. Изучить по конспекту лекций и рекомендованному учебнику (1-4) раздел “Асинхронные двигатели” и ответить на следующие вопросы по АД:

1. Достоинства, недостатки и области применения.

2. Устройство: конструкция статора; конструкция ротора с короткозамкнутой обмоткой и с контактными кольцами; назначение контактных колец; назначение, исполнение и материал магнитопровода.

3. Условные графические обозначения и маркировка.

4. Образование вращающегося магнитного поля. Синхронная скорость.

5. Принцип действия. Скольжение. Скорость вращения.

6. Электромагнитный момент и его зависимость от напряжения сети.

7. Механическая характеристика. Номинальный, максимальный и пусковой моменты.

8. КПД и коэффициент мощности.

9. Рабочие характеристики и их экспериментальное определе­ние.

10. Паспортные данные.

11. Подключение к сети.

12. Способы запуска.

2. Освоить методику выполнения исследований по настоящему указанию.

3. Заготовить отчёт.

Используемые оборудование и измерительные приборы.

Работа выполняется на стенде СОЭ-2. Объектом исследования является ТАД типа 4ААМ50А4УЗ ( 5) с напряжением питания В. Нагрузкой двигателя (см. рис.11.1) служит электромагнитный тормоз (ЭМТ). Его основными частями являются: алюминиевый диск, укреплённый на валу, который сочленяется муфтой с валом двигателя; и электромагниты, окружающие диск. При питании катушек электромагнитов постоянным током создается маг­нитное поле, индуктирующее во вращающемся диске вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным полем возникает момент в направлении вращения диска, который поворачивает электромагниты вместе с противодействующим грузом и стрелкой, указывающей значение вращающего момента на неподвижной шкале. Величина тормозного момента регулируется изменением тока в катушках электромагнитов, осуществляемое автотрансформатором (Т) типа АОСН-2-220 через выпрямитель.

Вход Т (220В) включается на фазное напряжение (клеммы С и О блока включения), а к его выходу (0...250В) подсоединяется выпрямитель. Т.к. максимальный момент ЭМТ равный 0,26 Н∙м меньше номинального момента исследуемого двигателя (М_Н=0.42 Н∙м), то ТАД включается по схеме Y, а не по схеме ∆, как необходимо при имеющемся на стенде трёхфазном напряжении 220В. При этом учитывая, что для ТАД номинальный вращающий момент, а следовательно и мощность двигателя, уменьшается в 3 раза.

На ТАД подаётся трехфазное напряжение (3~50 Гц, 220В) с блока включения (клеммы А, В, С). Фазные напряжения, ток и активная мощность измеряются, соответственно, вольтметром PV (типа Э8032 на предельное напряжение ), амперметром РА (типа Э525 на предельный ток ) и ваттметром PW (типа Д50043 и , т.е. с пределом измерения по мощности ).

Частота вращения ротора двигателя измеряется фототахометром ФТ-2, в котором роль преобразователя частоты вращения в ток выполняет фотодиод, освещаемый электрической лампочкой. Между ними расположен диск с прорезями, насаженный на вал ЭМТ. Ток на выходе преобразователя пропорционален частоте засветки фотодиода, которая определяется частотой вращения диска и, следовательно, двигателя. Этот ток измеряется микроамперметром РАТ, который входит в состав фототахометра и проградуирован в оборотах в минуту (об/мин).

4. Порядок выполнения исследований.

Изучить устройство АД па разобранных образцах. Рассмотреть устройство статора с обмоткой, ротора с “беличьей клеткой”, вентилятора, клейменой панели и корпуса. Уяснить назначение каждой детали.

Ознакомиться с используемым оборудованием и измерительными приборами и занести их технические данные в соответствующую таблицу отчёта.

Собрать электрическую схему (рис. 11.1) и дать её про­верить лаборанту. При этом все выключатели должны находится в выключенном состоянии (нижнее положение), а регулятор Т – против часовой стрелки до предела.

Включить стенд (положение выключателя блока включения "Вкл." и "Общ,") и выпрямитель ("Вкл. Выпр.П")

4.5. Изменяя момент нагрузки двигателя ЭМТ от 0 до 0,16 Н·м через 0,04 Н·м увеличением напряжения Т, записать показания при­боров в таблицу 11.1.

Таблица.11.1

№№	Задано	Измерено				Вычислено
	М Нм	n об/мин	P1Ф Вт	I1Ф А	U1Ф В	P2 Вт	P1 Вт	 %	cos	S %

4.6. Выключить стенд и дать проверять результаты измерений преподавателю.

4.7. После утверждения результатов привести выключатели и регуляторы в исходное состояние и разобрать схему.

5. Обработка результатов и оформление отчёта.

5.1. Расшифровать маркировку используемого оборудования и приборов.

5.2. Для каждого опыта вычислить и занести в табл. 11.1: а ) мощность на валу двигателя

Вт,

где М - в Н∙м, а n - в об/мин;

б) мощность потребляемую ТАД из сети

Вт;

в) КПД двигателя

;

г) коэффициент мощности

;

д) скольжение

;

Где n1=60f/p – частота вращения магнитного поля в об/мин;

f – частота тока в сети, Гц;

p – число пар полюсов двигателя (определить из обозначения ТАД).

5.З. Записать в отчёт расчётные формулы.

5.4. В общей системе координат (в масштабе) построить рабочие характеристики ТАД:

; ; ; ; ; .

5.5 Объяснить в отчёте ход этих характеристик.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Что является нагрузкой электродвигателя вообще и в данной работе в частности?

6.2. Объясните устройство и принцип действия используемого в работе ЭМТ.

6.3. Как осуществляется регулирование момента нагрузки в работе?

6.4. Охарактеризовать исследуемый ТАД по паспортной табличке, прикрепленной к её корпусу.

6.5. Как обозначены и расположены выводы обмоток на клеммной панели?

6.6. В каком случае ТАД соединяется Y, а в каком - ∆? Как это осуществить на клеммной панели и к каким клеммам подсоединяется сеть?

6.7. Почему ТАД не подсоединяется к нейтральному проводу?

6.8. Каких значений может достигать кратность пускового начального тока при прямом включении ТАД с КЗ ротором в сеть?

6.9. Почему исследуемый ТАД запускается в ход без пусковых устройств и какие способы пуска в ход АД существуют?

6.10. В каком случае возможно применение способа пуска ТАД переключением со Y на ∆? Как при этом изменяются и во сколько раз пусковые ток и момент?

6.11. Как будет вести себя ТАД, если подключить его к сети с одним оборванным линейным проводом или неисправным предохранителем?

6.12. Дайте объяснение характера изменения механической характеристики ТАД?

6.13. Во сколько раз пусковой и максимальный моменты АД превышают номинальный?

6.14. Как и на сколько изменяется вращающий момент АД при изменении питающего напряжения?

6.15. Какие потери мощности и где имеют место в АД и как они зависят от величины нагрузки?

6.16. Объясните характер и причину изменения η, cosφ и I₁ при изменении полезной мощности Р₂?

6.17. Как изменить направление вращения ТАД?

6.18. Какими способами регулируется частота вращения АД? Достоинства и недостатки этих способов.

6.19. Что произойдет и почему, если при работе ТАД вхолостую или под номинальной нагрузкой произойдет обрыв линейного провода сети или перегорит предохранитель одной из фаз?

6.20. Что произойдет и почему, если АД включить на постоянное напряжение вместо переменного той же величины?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Электротехника / под ред. В.Г.Герасимова. – М.: Высш.шк., 1985.

2. Общая электротехника / под ред. Блажкина А.Т. Л.: Энергия, 1986

3. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н. Электротехника М.: Энергоатом издат, 1985

4. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. – М.: Высш. школа, 1984