Контрольні запитання

1. Яким із способів можуть бути розмічені виводи статорних обмоток короткозамкненого АД?

2. Як здійснюється пуск та реверс фазних і короткозамкнених АД?

3. Як повинна бути з’єднана обмотка статора двигуна в умовах лабораторної роботи, якщо U_1Л=220 В?

4. Що називається ковзанням асинхронного двигуна?

5. Яким із способів можна визначити значення ковзання для фазного і короткозамкненого АД?

6. Як визначається частота струму ротора, що обертається?

7. У яких межах може змінюватися ковзання АД?

8. У яких режимах може працювати асинхронна машина?

9. Як виконане осердя статора і ротора АД?

10. Як змінюється струм холостого ходу АД при перемиканні з трикутника на зірку?

11. Яка з складових струму холостого ходу переважає – активна чи реактивна?

12. Як зміниться струм холостого ходу при збільшенні зазора між статором і ротором?

У звіті подати:

1.Характеристики машин, що досліджуються із зазначенням паспортних даних.

2.Короткий опис і необхідні схеми, що пояснюють маркування виводів асинхронного двигуна.

3.Таблиці і розрахунки ковзання.

4.Розрахунки за паспортними даними: підведеної потужності – Р₁; частоти обертання поля статора – n₁; кількості пар полюсів; суми утрат потужності – Σ Р;

5.Результати вимірювань і розрахунків струму холостого ходу з коротким аналізом в межах запитань 10-12.

Лабораторна робота 3

Параметри заступної схеми і кругова діаграма асинхронної машини

Мета роботи - вивчення експериментальних способів визначення параметрів заступної схеми і побудова кругової діаграми асинхронної машини.

Обладнання і прилади

Дослідженню підлягає асинхронний двигун лабораторної установки. Для регулювання напруги живлення використовується трифазний регулювач напруги (автотрансформатор) РНТ-220-6, а для вимірювання електричних величин - комплект К-50 і інші прилади по необхідності.

Зміст роботи

1. Виконати досліди холостого ходу і короткого замикання.

2. Обробити результати вимірювань і визначити параметри заступної схеми.

3. Побудувати кругову діаграму асинхронної машини.

4. Побудувати робочі характеристики асинхронного двигуна.

Пояснення до роботи

Як відомо з теорії асинхронних машин, параметри заступної схеми і кругова діаграма асинхронної машини можуть бути отримані на основі даних дослідів холостого ходу і короткого замикання.

Потрібно відзначити, що заступна схема, кругова діаграма, робочі характеристики машини, отримані по круговій діаграмі, не є точними і не дають повної інформації про машину в різних умовах її роботи. У цьому випадку більш цінними є, наприклад, робочі характеристики, отримані безпосередньо експериментальним шляхом.

Разом з тим компактність, наочність і універсальність заступної схеми і кругової діаграми роблять їх дуже цінним учбовим і методичним посібником при вивченні асинхронних машин.

Порядок проведення роботи

1. Зібрати схему установки для проведення дослідів холостого ходу і короткого замикання – (рис.3.1). Обмотку статора асинхронного двигуна з'єднати по схемі трикутник.

АТ

АП

R_п

K-50

A A₁

A

А

W

V

B B₁

B

C C₁

C

Рисунок 3.1- Схема установки для проведення дослідів холостого ходу і короткого замикання

2. Виконати дослід холостого ходу, для чого до статора асинхронного двигуна з вихідних зажимів автотрансформатора АТ подати номінальну напругу U = 220 В. Вольтметр вимірювального комплекту К-50 повинен показати при цьому U_A= U_B = U_C = 127 В. Можливі деякі відхилення напруги на окремих фазах відносно вказаної величини.

Запустити двигун з фазним (рис.3.1) або короткозамкненим ротором.

Дані вимірювань занести в табл. 3.1.

Таблиця 3.1 - Експериментальні дані дослідів холостого ходу і

короткого замикання

Дослід	Фаза А			Фаза В			Фаза С
	UA	IA	PA	UB	IB	PB	UC	IC	PC
	B	A	BT	B	A	BT	B	A	BT
Холостого ходу
Короткого замикання

3. Виконати дослід короткого замикання, для чого напругу, що подається на обмотку статора двигуна, знизити до нуля. Необхідно пересвідчитися у відсутності напруги на двигуні, зробивши пробне вмикання схеми. Після цього при виключеному автоматі АП ротор закоротити (в двигунах з к.з. ротором він завжди закорочений). З метою запобігання обертання ротора, необхідно ротор загальмувати гальмовим пристроєм. При допомозі автотрансформатора напругу, що подається на двигун, збільшувати від нуля до такого значення, коли струм у обмотках статора досягне номінальної величини.

Дані вимірювань занести в табл.3.1.

4. Зробити вимірювання активного опору фази обмотки статора (рис.3.2)

Рисунок 3.2.-Схема для виміру активного опору обмотки статора

Обробка результатів вимірювань

З урахуванням особливостей комплекту К-50 дані досліду холостого ходу визначаються таким чином:

Опори холостого ходу уточненої заступної схеми

За даними досліду короткого замикання за тими самими формулами знаходимо:

U_КФ; I_КФ≈I_1H, P_КФ, cosφ_K

Враховуючи, що в досліді короткого замикання напруга знижена, а струм номінальний, визначаємо струм короткого замикання, відповідний номінальній напрузі.

.

Заданими вимірювання активного опору обмотки статора знаходимо R₁ і визначаємо R₂^` = R_k - R₁.

Побудова кругової діаграми

Приблизний вигляд діаграми показаний на рис.3.3. Порядок побудови діаграми наступний.

Вибирається полюс діаграми (точка 0) в лівому нижньому куті міліметрового аркушу формату А4. Через полюс проводяться осі ОХ і ОУ. По осі ОУ в довільному масштабі відкладається вектор номінальної напруги двигуна.

За відомими значеннями визначаємо положення точок Н₀ і К.

Вибирається масштаб струму m_I [A/мм] таким чином, щоб струм I_КН в цьому масштабі був трохи менше розміру листа паперу по довжині.

По осі У відкладається відрізок ON, рівний 100 мм, після чого проводиться півколо діаметром ON (лінія cosφ).

З точки O радіусами 100, і 100, робляться засічки до перетину з лінією .

Точки перетину визначають напрям векторів фазних струмів I₀ і I_КН. Відкладаються відрізки, відповідні цим струмам:

і

Рисунок 3.3 – Побудова кругової діаграми

Припустивши, що втрати ідеального холостого ходу (S=0) рівні 0,5P_О, для визначення точки H, відповідної ідеальному холостому ходу, відрізок HH₀ ділиться пополам, тобто H₀H=HH`. Проводиться лінія HC паралельно осі Ox.

Лінія HK- хорда кола струмів, центр якої O₁ знаходиться на лінії HC. Для визначення центра кола проводиться перпендикуляр з середини відрізка HK до перетину з лінією HC в точці O₁. Коло струмів проводиться радіусом O₁ H з центром в точці O₁.

З точки K опускається перпендикуляр на вісь Ox. Позначаються точки K₁ і K₃. На відрізку KK₃ знаходиться точка K₂ таким чином, щоб виконувалася пропорція:

або .

Струм I_фн в масштабі струмів визначає точку D; відрізок OD являє собою струм I_фн.

На круговій діаграмі точка Н₀ зображає точку реального холостого ходу, H- точку ідеального холостого ходу. Відрізок HD являє собою вектор -, а трикутник ОНD- трикутник струмів двигуна.

Лінія, яку провели через точки Н і К₂ до перетину з колом в точці , є лінією електромагнітної потужності Р_ем (лінія момента в масштабі момента).

Лінія H₀K - лінія корисної потужності P₂.

Лінія HK - лінія механічної потужності P_мх.

Лінія Ox - лінія підведеної потужності Р_1.

Визначаються маштаби потужності і момента:

Побудова шкали ковзання проводиться таким чином.

Проводиться НА паралельно осі Оy. Лінія НК продовжується праворуч.

Лінія AB (шкала ковзання) проводиться паралельно лінії HT на такій відстані, щоб відрізок AB легко ділився на 100 частин, після чого проводиться градуювання шкали ковзання.

Для побудови шкали ККД лінія H₀K продовжується до перетину з віссю Ox в точці t. Проводиться лінія tn паралельно осі ОУ. Між продовженням лінії H₀K і лінією tn проводиться лінія nr (шкала ККД ) паралельно осі Ox на такій відстані, щоб відрізок nr ділився на 100 частин. Проводиться градуювання шкали ККД.

З точки O радіусом, рівним в масштабі струму номінальному струму I_1НФ, робиться засічка до перетину з колом струмів в точці D. Точка D відповідає номінальному режиму двигуна, тобто відрізок Db в масштабі потужності дорівнює номінальній потужності P_2н .

По діаграмі визначаються інші величини, необхідні для побудови робочих характеристик:

Провівши лінії НDF и tDf _, одержемо(за шкалою ковзання) (за шкалою ККД).

Для отримання на колі точок, відповідних потужності Р₂=(0,25;0,5;0,75;1,25)Р_2Н, на відрізкові Db і його продовженні вгору від точки b розмічаються проміжні точки, відстань від яких до лінії НК в масштабі потужності дає відповідні потужності P₂. Провівши через отримані точки лінії, паралельні лінії НК, до перетину з колом, отримуємо потрібні точки D₁, D₂ і т.п., для яких так само, як і для номінальної точки D, визначаються величини, необхідні для побудови робочих характеристик.

Отримані дані заносяться в табл.3.2 спочатку в міліметрах, а потім, використовуючи масштаби, у відповідних одиницях.

Таблиця 3.2 - До побудови робочих характеристик по діаграмі

P/P2H	P2		I1		P1		M		S	cosφ	η
-	мм	Вт	мм	А	мм	Вт	мм	Н·м	-	-	-