Литература

1. Ерошенко Г.П., Медведько Ю.А., Таранов М.А. Эксплуатация энергооборудования сельскохозяйственных предприятий. –Ростов-на-дону: Терра, 2001.

2. Пястолов А.А., Ерошенко Г.П. Эксплуатация электрооборудования. – М.: Агропромиздат, 1990.

3. Стенд МИИСП для настройки, защиты и сушки обмоток электро­двигателей. -М.: 1971.

Рисунок 4.1- Принципиальная электрическая схема стенда МИИСП

Лабораторная работа -№ 5 исследование работы трехфазного асинхронного двигателя при некачественном напряжении сети

Цель работы: Исследовать работу двигателя при пониженном и несимметричном напряжении сети и при обрыве фазы.

Программа работы.

1 Ознакомиться с конструкцией стенда для исследования двигателя.

2 Измерить сопротивление обмоток постоянному току.

3 Провести опыт короткого замыкания и холостого хода. Определить параметры схемы замещения.

4 Снять зависимости I_I, P_I, , n, cos=f(U_I) при сим­метричном напряжении и различном значении момента на валу:

M₂=0,5M_H; M₂=M_H.

5 Снять зависимости I, P, , n, cos=f(U_I)при несимметричном напряжении (U_A=220В, U_B=220В, U_C=240...160В) и различном значении момента на валу:

М₂=0, M₂=0,5М_H, М₂=М_H.

6 Снять рабочие характеристики двигателя при:

- симметричном номинальном напряжении сети;

- пониженном симметричном напряжении сети;

- несимметричном напряжении (степень несимметрии напряжения задает преподаватель);

- обрыве одной из фаз сети.

7 Построить механические характеристики двигателя М_ДВ=f(n) при различных режимах питания от сети.

8 Оформить отчет по работе.

Порядок выполнения работы.

1 Ознакомиться с элементами стенда, записать паспортные данные двигателя и приборов.

2 Омическое сопротивление обмоток постоянному току можно измерить методом амперметра и вольтметра или мостом постоян­ного тока, например МО-61, Р-333.

Результаты измерений следует занести в таблицу 5.1.

Таблица 5.1-Измерение омических сопротивлений обмоток двигателя

№ п/п	RA	RB	RC	Rоб.ср.	Примечание
	Ом	Ом	Ом	Ом	-
1 2 3

3 Опыт короткого замыкания проводят при пониженном на­пряжении. Для этого собирается схема стенда, согласно рисунка 5.1. Схема стенда включается на пониженное напряжение сети (Uл = 220 В). Ручки однофазных трансформаторов устанавли­вают на минимум выходного напряжения (крайнее правое положе­ние). Включается к сети постоянного тока обмотка электромаг­нитного тормоза. При опыте короткого замыкания токи в об­мотках статора не должны превышать значения номинального то­ка двигателя. Во избежание перегрева обмоток отсчет показа­ний приборов следует проводить быстро. Результаты измерений заносятся в таблицу 5.2.

При опыте холостого хода стенд включается на линейное на­пряжение сети (Uл = 380В). Вначале опыта на всех фазах однофазных трансформаторов устанавливается фазное напря­жение (Uф = 230В). Затем уменьшая напряжение на всех трех фазах на 10В, снимается характеристика холостого хода дви­гателя I_хх = f(U_хх). Изменять напряжение необходимо в пределах (230 ... 160)В. Электромагнитный тормоз при опы­те холостого хода должен быть отключен от сети. Результаты измерения заносятся в таблицу 5.2.1 и 5.2.2.

Рисунок 5.1 - Принципиальная схема стенда для исследования режимов работы трехфазного электродвигателя

Таблица 5.2.1 - Опыты короткого замыкания

Измерения

Расчет

UA

UB

UC

IA

IB

IC

PA

PB

PC

UCM

UK

IK

PK

zK

xK

rk

cosk

r1=r2

Uk

В

В

В

А

А

А

Вт

Вт

Вт

В

В

А

Вт

Ом

Ом

Ом

-

Ом

Ом

%

Таблица 5.2.1 - Опыты холостого хода двигателя

измерения

расчет

UA

UB

UC

UAВ

UBС

UCА

IA

IB

IC

PA

PB

PC

n

Uo

Io

Po

Po/

zo

xo

ro

В

В

В

В

В

В

А

А

А

Вт

Вт

Вт

мин-1

В

А

Вт

Вт

Ом

Ом

Ом

230 220 210 200 190 180 170 160

Расчетные формулы: ; (5.1)

; (5.2) , (5.3)

По данным опытов короткого замыкания и холостого хода (при Uф=220В) определяются параметры схемы замещения двигателя.

(5.4) (5.5)

(5.6) (5.7), (5.8)(5.9)

(5.10)

(5.11)

(5.12)

(5.13)

(5.14)

(5.15) (5.16)

По известным параметрам, строится расчетная схема замеще­ния асинхронного двигателя.

4 Зависимости I₁, Р₁, , n, cos = f(U) снимают при симметричном напряжении. Для этого устанавливается на всех трех фазах номинальное напряжение двигателя. Двигатель за­пускается без нагрузки. Включается электромагнитный тормоз и устанавливается нагрузка на валу двигателя М₂ = О,5М_Н при этом  = 40°. Изменяя напряжение одновременно на всех трех фазах в пределах (U_ф = 230 ...160 В) снимают вышеуказанные зависимости. При этом мощность на валу должна оставаться ве­личиной постоянной ( = const). Нагрузка на валу двигателя изменяется с помощью регулировочного реостата, установленного в цепи электромагнитного тормоза.

Аналогично снимаются зависимости и при М₂ = М_H,  = 80°.

5. При снятии зависимостей I, Р, , n, cos двигателя и питании его несимметричным напряжением, на двух фазах ус­танавливается номинальное напряжение, а на третьей фазе на­пряжение регулируется в пределах

U_ф = 230 ... 160 В. Мо­мент на валу устанавливается М₂ = 0 ( = 0);

М₂ = 0,5 ( = 40^о); М₂ = М_Н ( = 80^о).

Результаты измерения заносятся в таблицу 5.3.

При обработке результатов измерения следует воспользовать­ся следующими расчетными формулами:

, (5.17) (5.18)

, (5.19) , (5.20)(5.21), (5.22)(5.23)

Таблица 5.3 - Зависимость параметров двигателя от изменения

напряжения питания

Данные измерения

Данные расчета

UA

UB

UC

UAВ

UBС

UCА

IA

IB

IC

PA

PB

PC

UCM

I1ф

n

I

P1

P2



S

cosk

Момент на валу двигателя

В

В

В

В

В

В

А

А

А

Вт

Вт

Вт

В

А

мин-1

A

Вт

-

-

%

-

230 220 210 200 190 180 170 160

230 220 210 200 190 180 170 160

230 220 210 200 190 180 170 160

М2=0,5Мн; =400

230 220 200 180 160

230 220 200 180 160

230 220 200 180 160

М2=Мн ; =800

220 220 220 220 220 220

220 220 220 220 220 220

230 220 210 190 170 160

М2=0; =00

220 220 220 220 220 220

220 220 220 220 220 220

230 220 210 190 170 160

М2=0,5Мн ; =400

220 … 220

220 … 220

230 … 160

М2=Мн ; =800

6 Рабочими характеристиками двигателя называются зависи­мости подведенной мощности Р₁, тока статора I₁, к.п.д. - , коэффициента мощности - cos, скольжения -S, момента со­противления М₂ от полезной мощности на валу двигателя Р₂ при постоянном подводимом напряжении и частоте сети, т.е. I, Р, , cos, M₂, S , =f(Р₂) при U=const, и f=const . Для снятия рабочих характеристик двигателя однофазными автотрансформаторами, согласно программы работы, устанав­ливается необходимое напряжение. Изменяя ток электромагнитно­го тормоза, на валу двигателя создается различный тормозной момент. Для построения характеристик необходимо снять 6-7 точек при токе двигателя (0,3 - 1,2) I_H. Данные замеров за­носятся в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 - Рабочие и механические характеристики двигателя

при изменении напряжения сети

Данные измерения

Данные расчета

№

UA

UB

UC

UAВ

UBС

UCА

IA

IB

IC

PA

PB

PC

UCM

I1

n



I

P1

P2

М2



S

cosk

Режим питания

В

В

В

В

В

В

А

А

А

Вт

Вт

Вт

В

А

мин-1

град.

A

Вт

Вт

Нм

-

%

-

1 2 … 7

При UA=UB=UC=UH

1 2 … 7

При U<UH UA=UB=UC<UH

1 2 … 7

При UA≠UB≠UC

1 2 … 7

Обрыв фазы

При обработке результатов измерения следует воспользовать­ся формулами, приведенными в пункте 5, - для трехфазного режима работы двигателя, а при обрыве фазы - формулами:

, (5.24) , (5.24)

(5.25) , (5.26) , (5.27), (5.28), (5.29)

7 Под механической характеристикой понимают зависимость частота вращения вала двигателя от момента сопротивления на валу при постоянном напряжении и частоте сети, т.е.

n=f(M₂) при U и f = const. Для построения механичес­ких характеристик необходимо воспользоваться данными табли­цы 5.4. При разных режимах питания двигателя, построить n=f(M₂).