Содержание отчета:
Название и цель работы. Схема лабораторной установки, паспортные данные исследуемой машины. Информация по каждому опыту (название опыта, краткое описание опыта, экспериментальные и расчетные данные, построенные характеристики). Выводы.
Контрольные вопросы:
При каких условиях асинхронная машина может работать генератором?
Какие способы возбуждения асинхронного генератора Вы знаете? Пояснить их суть.
Как увеличить мощность, отдаваемую генератором в сеть, в режиме независимого возбуждения?
Как определить величину емкости, необходимую для возбуждения генератора в режиме самовозбуждения?
Объяснить изменение частоты асинхронного генератора с ростом нагрузки при частоте вращения, равной синхронной.
Каковы преимущества и недостатки асинхронного генератора по сравнению с синхронным?
Назовите области применения асинхронного генератора.
За счет каких факторов изменяется напряжение генератора в режиме самовозбуждения (
)
с ростом нагрузки?Возможно ли получить в режиме асинхронного генератора повышенную частоту тока в нагрузке и каким образом?
Лабораторная работа №10
Тема:Испытание однофазного асинхронного электродвигателя.
Цель работы:знакомство с устройством и принципом действия однофазного асинхронного двигателя. Испытание двигателя в режиме холостого хода. Снятие и анализ рабочих характеристик.
Содержание работы:
Изучить устройство и принцип действия однофазного асинхронного двигателя.
Снять характеристики:
холостого хода;
рабочие.
Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить устройство и принцип действия исследуемого электродвигателя, записать его паспортные данные.
Исследуемый однофазный
асинхронный двигатель имеет две обмотки
на статоре. Сдвинутые в пространстве
на угол
(электрических): рабочую (выводы С1-С2) и
пусковую (выводы П1-П2). Круговое вращающиеся
поле, обеспечивающее максимальный
пусковой и рабочий моменты, будет в
случае сдвига токов в обмотках на угол
электрических. В данной конструкции
пусковая обмотка используется только
в период пуска. Причем сдвиг тока по
фазе
электрических обеспечивается за счет
параметров самой обмотки, поэтому поле
при пуске не круговое, а эллиптическое.
Пусковая обмотка не рассчитана на
длительное включение и должна быть
отключена сразу же после достижения
двигателем номинальной частоты вращения
через 2…4с. Для изменения направления
вращения необходимо поменять направление
токов любой из обмоток двигателя.
Собрать схему для снятия характеристик (рис.10.1).
2.1. Снять характеристики
холостого хода
,
,
при
.
Перед включением
лабораторной установки выключатели
QF1, QF2, QF3, QF4 должны находиться в положении
«откл.», ручка ЛАТРа TV в крайнем левом
положении (что соответствует минимальному
значению напряжения на его выходе).
Запуск установки производится в следующей
последовательности. Включить QF1 и
установить напряжение на выходе ЛАТРа,
равное номинальному напряжению двигателя
.
Одновременным включением QF2 и одновременным
нажатием кнопки SB1 запустить двигатель.
Кнопку SB1 отпустить через 2…4 секунды
после запуска двигателя. Снижая напряжение
при помощи ЛАТРа от
до
снять показания (5…6 точек). Полученные
результаты занести в таблицу 10.1. Установку
выключить, переведя QF1 и QF2 в положение
«откл.».
Таблица 10.1. Данные опыта холостого хода.
|
Экспериментальные данные |
Расчетные данные | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
А |
Вт |
ВА |
о.е. |
В2 |
|
|
|
|
|
|
|
По результатам опыта
(табл.10.1) вычислить
,
пользуясь выражениями:
;
.
По данным опытов и
расчетов построить характеристики
,
,
.
Проанализировать полученные результаты.
Пользуясь методом
разделения потерь, определить механические
потери агрегата и двигателя, потели в
стали при
.
Суть метода состоит в следующем. По
данным опыта холостого хода (табл.10.1)
строят зависимость
(рис.10.2).
Далее график
продлевают до пересечения его с осью
Oy. Отрезок OA есть мощность механических
потерь агрегата
,
которые не зависят от загрузки двигателя,
т.е.
независимо от того, в каком режиме
работает двигатель – на холостом ходу
или под нагрузкой. Затем определяют
потери в обмотке статора при напряжении
по выражению:
,
где
- ток холостого хода при
;
- сопротивление рабочей обмотки (
).
Определяют потери в
стали при
:
,
где
- мощность двигателя на холостом ходу
при
.
Потери в стали также не зависят от нагрузки, т.е. одинаковы на холостом ходу и в рабочем режиме.
Потери механические двигателя будут равны:
.
2.2. Рабочие характеристики
,
,
,
,
,
.
Перед включение
установки выключатели QF1, QF2, QF3, QF4 должны
находиться в положении «откл.», ползунок
реостата PR2 – в положении «min» (крайнее
нижнее положение), ручка ЛАТРа – в
крайнем левом положении. Включить QF1 и
установить напряжение на входе ЛАТРа
.
Одновременным включением QF2 и нажатием
кнопки SB1 запустить двигатель. Кнопку
SB1 через 2…4 секунды отпустить. Включив
QF3, подать питание на обмотку возбуждения
генератора постоянного тока, который
используется в качестве нагрузки
двигателя. Включить нагрузку генератора,
переведя QF4 в положение «вкл.». Далее
при постоянном нагрузочном сопротивлении
в цепи якоря генератора PR1, нагружать
двигатель от холостого хода до тока
путем увеличения тока возбуждения
генератора с помощью реостата PR2 (ползунок
реостата при этом перемещается от
положения «min» в режиме холостого хода
до положения «max» при
).
Напряжение на двигателе поддерживать
с помощью ЛАТРа неизменным
.
Снять 5…6 точек. Скольжение определить
стробоскопическим методом. Для этого,
перед включением установки, стробоскоп
включить в сеть и направить его на диск
с сектором, который находиться на валу
двигателя. После запуска установки
замерять количество полных оборотов N
диска с сектором в свете стробоскопической
лампы для каждой исследуемой точки.
Отсчет времени вести по электрическому
секундомеру PS. Число измеряемых полных
оборотов диска N при малых скольженьях
(точки близкие к холостому ходу) должно
составлять 2…3, при больших скольженьях
(точки близкие к номинальной нагрузке)
– 5…10.
Полученные результаты занести в таблицу 10.2. Лабораторную установку отключить. Отключение производится в следующей последовательности: ползунок реостата PR2 переводится в положение «min», выключают QF4, затем QF3. После отключают двигатель, переводя QF1 и QF2 в положение «откл.».
Таблица 10.2. Рабочие характеристики двигателя.
|
Экспериментальные данные |
Расчетные данные | |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
А |
Вт |
об. |
с |
ВА |
о.е. |
Вт |
Вт |
Вт |
о.е. |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
о.е. |
Н·м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя экспериментальные данные, сделать необходимее расчеты и результаты свести в таблицу 10.2.
Полная потребляемая мощность:
.
Коэффициент мощности:
.
Потери в рабочей обмотке:
,
где
.
Электромагнитная мощность:
,
где
- потери в стали при рабочем напряжении
(определены из графика разделения потерь
по результатам опыта холостого хода).
Скольжение:
,
гдеN- число полных оборотов
диска в свете лампы стробоскопа;
t- время в секундах, за которое подсчитываются обороты;
- частота сети (
).
Потери в обмотке ротора:
.
Добавочные потери:
.
Сумма потерь:
.
Мощность на валу двигателя:
.
Коэффициент полезного действия:
.
Момент на валу двигателя:
,
где
- угловая скорость вращения ротора,
рад/с.
,
где
- синхронная угловая скорость вращения
поля (
рад/с).
По данным опытов и
расчетов построить рабочие характеристики
электродвигателя:
,
,
,
,
,
.
Проанализировать полученные результаты.