Дослідження робочих характеристик асинхронного двигуна
|
СПУн-12
|
Звіт про лабораторну роботу №6
|
Хмара А.О.
|
|
Дослідження робочих характеристик асинхронного двигуна
|
|
1. Мета роботи.
Зняти робочі характеристики двигуна методом безпосереднього навантаження.
2. Обладнання та прилади.
Дослідженню підлягають асинхронний двигун фазним ротором.
Навантаження здійснюють за допомогою генератору постійного струму з незалежним збудженням.
Для вимірювання електричних величин використовують комплект приборів К–50, частоту обертання вимірюють тахогенератором. Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.
Тип АК–52/4, Uн=220 (380) В, Iн=17,8 (10,3) А, ККД =80%, P2н=4,5 кВт, cos()=0,83, n1н=1400 об/хв.
3. Зміст роботи.
3.1. Ознайомитися з паспортом двигуна.
3.2. Зібрати схему рисунку 1 и при навантаженні зняти необхідні показання приборів.
3.3. Розрахувати робочі характеристики двигуна.
3.4. По даним вимірювань і розрахунків побудувати робочі характеристики двигуна.
|
|
Розробила
|
Хмара А.О.
|
|
|
Аркуш
|
|
Перевірив
|
Апухтін О.С
Лужнєв А.В.
|
|
|
1
|
|
|
Прізвище
|
Підпис
|
Дата
|
Аркушів
|
Порядок виконання роботи
- Запустити асинхронний двигун. Якщо досліджується двигун з короткозамкненим ротором, пусковий струм значно перевищує номінальне значенння, тому перемикач комплекту К–50 слід поставити в нульове положенння. В початкомвому положенні ( при холостому хлді) реостат Rнг розімкнений. При цьому провести перший запис показань прибору К–50 та виміряти частоту обертання за допомогою тахогенератору. Результати вимірювань занести до таблиці № 1.
- Здійснити нгавантаження досліджуємого двигуна АД при зменьшенні опору Rнг в колі якоря генератору ГПТ. Записати показання прибору К–50 для 6 точок, струм статору АД при цьому повинен досягнути величини 1.2Iн . Для отримання значень частоти обертання n2 (в об./мин.) необхідно використати постійну вольтметру тахогенератору CTG (об./(мин. В)), ориманої з дослідження холосого ходу. Результати вимірювань занести до таблиці № 1. Оскільки комплект К–50 має фазну напругу мережі, поданої на двигун, то незалежно від схеми з’єднання обмотки статору при лінійної напрузі U1Л=220 В вольтметр покаже напругу U1=127 В. Струми вимірюються лілійні, а потужність фазна.
- Виміряти активний опір обмотки статору на постіному струмі методом амперметру і вольтметру (рисунок 2). Для обмеження струму до величини, не перевищуючей номінального значення, в схему ввести додатковий опір RД. Середне значення опору фази статору, приведене до температури 75 °С, визначається за формулою:
,
де t температура навколишнього середовища.
Розрахунки і побудування
Побудування робочих характеристик по даним експерименту безпосереднього навантаження здійснюється методом окремих втрат, рекомендованим ГОСТ 1182875, для двигунів потужності 0.6 кВт і вище. На рисунку 3 зображена енергетична діаграма асинхронного двигуна, на якій прийнято: Р1, РЭМ, РМХ, Р2 відповідно підведена, електромагнітна, механічна та корисна потужності; РМ1, РС, РМ2, РМЕХ и РДОБ втрати теплові в обмотці статора, в сталі статору, теплові в обмотці ротора, механічні та додаткові.
Окремі втрати визначаються наступним чином:
Втрати в обмотці статора:
,
де I1Ф фазний струм статору; R1 опір фази статору;
Втрати в сталі статору визначаються, виходячи з допущення, що в режимі холостого ходу:
(1)
З енергетичної діаграми для холостого ходу (Р2=0)
,
звідси
При цьому втрати в сталі ротора РС2 прийняті рівними нулю. Будемо вважати, що втрати РС1 визначаються тільки підведеною напругою та не залежать від навантаження двигуна;
Втрати в обмотці ротора:
,
де (дивись рисунок 3), S ковзання, %.
Додаткові втрати в номінальному режимі:
,
а в іншому режимі, відмінного від номінального,
;
Механічні втрати:
В межах вимірювання навантаження від холостого ходу до номінального можна прийняти суму втрат РС1+РМЕХ незмінною величино. Це можна довести тим, що при постійній напрузі мережі деяке зменшення втрат РС1 при збільшенні навантаження компенсується збільшення втрат РС2.
Розрахунок інших величин здійснюється в такій послідовності:
- корисна потужність двигуна:
де по даним вимірювань;
- ККД двигуна:
;
- момент на валу двигуна:
,
де Р2 в ватах, n2 в оборотах за хвилину;
- коефіцієнт потужності двигуна:
.
Результати обробки експериментальних даних заноситься до таблиці № 2.
Рисунок 1. Схема установки для дослідження навантаження двигуна.
Рисунок 2. Схема для вимірювання активного опору обмотки статора.
Рисунок 3. Енергетична діаграма асинхронного двигуна.
Таблиця 1 - Результати експериментів
|
Фаза А
|
Фаза В
|
Фаза С
|
Частота обертання
|
|
UA, B
|
IA, A
|
PA, Вт
|
UB, B
|
IB, A
|
PB, Вт
|
UC, B
|
IC, A
|
PC, Вт
|
UTG, B
|
n2, об/хв
|
|
138
|
2,1
|
45
|
138
|
1,39
|
95
|
141
|
2,3
|
105
|
95
|
1378
|
|
138
|
3,1
|
280
|
139
|
3,2
|
325
|
141
|
3,5
|
340
|
94
|
1363
|
|
138
|
3,9
|
410
|
138
|
4,1
|
450
|
141
|
4,4
|
490
|
90
|
1305
|
|
138
|
5,3
|
600
|
138
|
5,6
|
650
|
140
|
5,8
|
670
|
87
|
1262
|
|
138
|
6,9
|
800
|
137
|
7,1
|
840
|
140
|
7,4
|
870
|
85
|
1232
|
|
138
|
7,6
|
880
|
137
|
7,9
|
940
|
140
|
8,2
|
970
|
82
|
1189
|
|
137
|
8,4
|
960
|
137
|
8,8
|
1040
|
140
|
9
|
1050
|
80
|
1160
|
З досліду холостого ходу отримуємо:
CТг=n2/UТг=1380/95=14,5 об*хв-1/В
Частоту обертання знаходимо за формулою:
n2=UТг*CТг=14,5*94=1363 об/хв.
n2=UТг*CТг=14,5*90=1305 об/хв
n2=UТг*CТг=14,5*87=1262 об/хв
n2=UТг*CТг=14,5*85=1232 об/хв
n2=UТг*CТг=14,5*82=1189 об/хв
n2=UТг*CТг=14,5*80=1160 об/хв
Вимірювання опору якоря
I=10A, U=27 B, t=20°C