Тольяттинский государственный университет

Институт энергетики и электротехники

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

Отчет о лабораторной работе №3

«Определение механической характеристики асинхронного двигателя»

По дисциплине:

«Внутризаводское электроснабжение потребителей и режимы»

Преподаватель: Нагаев Д.А.

Исполнитель: Назаров М.А.

Бригада №1

Тольятти 2017

1. Цель работы

Изучить электрическую схему соединений, рассмотреть перечень аппаратуры, просмотреть описание электрической схемы соединений, изучить указания по проведению эксперимента.

2. Программа работы

   1. Убедитесь, что все устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

   2. Соедините гнёзда защитного заземления устройств, используемых в эксперименте, с гнездом “PE” источника G1.

   3. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

   4. Переключатели режима работы источника G2, выключателя А2 переведите в положение “РУЧН.”

   5. Регулировочную рукоятку источника G2 поверните против часовой стрелки до упора.

   6. Включите выключатель “СЕТЬ” блока мультиметров Р2, включите питание используемых мультиметров и при помощи переключателя установите для каждого мультиметра необходимый предел измерения.

   7. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

   8. Переключая отпайки регулировочного трансформатора А1, установите междуфазное напряжение 220 В.

   9. Включите выключатель “СЕТЬ” указателя Р1.

   10. Включите выключатель “СЕТЬ” и нажмите кнопку “ВКЛ” выключателя А2.

   11. Обратите внимание на направление вращения агрегата - для проведения эксперимента необходимо правое вращение. Если же оно левое, то необходимо поменять местами любые два фазных провода, идущих к асинхронному двигателю.

   12. Включите выключатель “СЕТЬ” и нажмите кнопку “ВКЛ” источника G2. Регулируя выходное напряжение источника, изменяйте момент сопротивления асинхронного двигателя. При этом напряжение питания асинхронного двигателя должно оставаться в течение всего эксперимента неизменным (220 В). Опытные данные заносите в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Uя, В	0	41	54	60	64	63	62	61	Rя=75 Ом Uд=220 В Правое вращение
Iя, А	0	1,05	1,25	1,32	1,33	1,28	1,2	1,15
n, мин-1	1410	1300	1200	1100	1000	900	800	700

13. Используя данные таблицы 4.1 произведите расчет полезного механического момента асинхронного двигателя по формуле:

, где R_я=75 Ом.

14. Результаты расчёта занесите в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

n, мин-1	1410	1300	1200	1100	1000	900	800	700
М, Нм	0	0,2912	0,3954	0,4469	0,4541	0,4482	0,4011	0,3962

1. Используя данные таблицы 2.2, постройте искомую механическую характеристику n=f(M).

1. Описание электрической схемы соединений

Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как электромагнитный тормоз М2, подключена к выходу источника постоянного напряжения G2. К этому же выходу присоединена якорная обмотка машины. Вход питания источника G2 присоединён с помощью электрического шнура к розетке “220 В” на тыльной стороне трёхфазного источника G1.

Фазы статорной обмотки двигателя М1 через регулировочный трансформатор А1, включённый по схеме Y/Y, присоединены к гнёздам трёхфазного источника G1.

Напряжение и ток якоря машины постоянного тока контролируются при помощи показывающих приборов источника G2. Напряжение обмотки статора контролируется при помощи вольтметра Р2.1 блока Р2.

Частоту вращения асинхронного двигателя можно контролировать с помощью указателя Р1, соединённого с выходом преобразователя угловых перемещений G3.

Таблица 3.1 – Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трёхфазный источник питания	201.2	400 В~; 16 А
G2	Источник постоянного напряжения	214.1	0…150 В-; 2,5 А
G3	Преобразователь угловых перемещений	104	6 выходных сигналов
M1	Асинхронный двигатель	103.1	120 Вт; 220/380 В; cosφ=0,7; 1360 мин-1
М2	Машина постоянного тока	101.1	90 Вт; 220 В 0,56 А (якорь); 220 В 0,2 А (возбуждение)
А1	Регулировочный трансформатор	338	250ВА 3х220/3х90…140В
A2	Трехполюсный выключатель	301.1	400 В~;10А
Р1	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин-1
Р2	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0…10 А; 0…1000 В; 0…20 МОм

Рисунок 3.1 − Электрическая схема соединений

4. Ход работы

Для построения характеристики запишем следующий скрипт в MatLab:

clear, clc, close all

U=[0 41 54 60 64 63 62 61];

I=[0 1.05 1.25 1.32 1.33 1.28 1.2 1.15];

n=[1410 1300 1200 1100 1000 900 800 700];

R=75;

Uya=I*R;

Ud=220;

M1=Uya-U;

M2=9.55*I./n;

M=M1.*M2;

plot(M,n);

xlabel('М, Нм');

ylabel('n, мин^{-1}');

grid on

Рисунок 4.1 − Механическая характеристика асинхронного двигателя

Вывод

В ходе лабораторной работы были сняты показания с лабораторного стенда и по полученным данным построена механическая характеристика асинхронного двигателя. Как видно из графика, точка графика имеющая минимальное число оборотов двигателя (0,3962; 700), соответствует пусковому моменту двигателя. Точка графика с максимальным моментом соответствует критическому моменту двигателя. Далее, при снижении момента асинхронного двигателя идет его номинальный режим (рисунок 4.1).