Требования к отчету по лабораторной работе № 5
Отчет должен содержать:
1. Наименование и цель работы.
2. Ответы на контрольные вопросы.
3. Таблицы экспериментальных данных и расчетные данные.
4. Графики рабочих характеристик.
5. Расчетные значения пускового тока и пускового момента при номинальном напряжении и параметры схемы замещения.
6. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются машины переменного тока? Приведите принципиальные схемы АД с короткозамкнутым и фазным ротором.
2. Поясните принцип действия асинхронного двигателя. Назовите основные элементы конструкции двигателя и укажите их назначение.
3. Что такое скольжение и как оно зависит от нагрузки двигателя?
4. Приведите формулу для расчеты электромагнитного вращающего момента АД и поясните характер его зависимости от скольжения и напряжения питающей сети.
5. Поясните, как изменить направление вращения асинхронного двигателя?
6. Приведите общий вид механической характеристики асинхронного двигателя.
7. Поясните понятие пускового момента и перегрузочной способности двигателя.
8. Укажите способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.
9. Изобразите общий вид рабочих характеристик АД, проведите анализ этих характеристик.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Исследование асинхронной машины в режиме асинхронного генератора
Цель работы: изучение способов включения асинхронной машины для работы в режиме генератора и исследование рабочих свойств асинхронного генератора путем снятия и построения опытных характеристик.
Порядок выполнения работы
Изучить схему для экспериментального исследования асинхронного генератора (рис.1). Исследуемая асинхронная машина входит в состав силового модуля, включающего в себя собственно исследуемый генератор М1, приводной двигатель – машину постоянного тока – М2 и импульсный датчик скорости М3.
Программа работы
Произвести пробный пуск асинхронного двигателя и двигателя постоянного тока.
Исследовать асинхронный двигатель в режиме асинхронного генератора.
Провести обработку экспериментальных данных.
Для подключения асинхронной машины к сети переменного тока путем непосредственного включения асинхронного генератора в сеть соберите схему, приведенную на рис. 1.
Клеммы А и В модуля питания соедините с клеммами А1 и В1 асинхронного двигателя силового модуля, клеммы С и N модуля питания соедините с клеммами Х5 и Х6 модуля измерительного соответственно. Клемму С1 силового модуля через амперметр РА2 измерительного модуля соедините с клеммой С модуля питания.
Питание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока осуществляется от клемм «=220 В» модуля питания. Одну из клемм «=220 В» модуля питания соедините с клеммой XS3 модуля добавочных сопротивлений № 2, клемму XS4 этого модуля соедините с клеммой XS14 обмотки возбуждения LM ДПТ. Вторую клемму «=220 В» модуля питания соедините с клеммой XS13 обмотки возбуждения LM.
Для питания якорной цепи ДПТ используется модуль автотрансформатора.
Значение скорости вращения определять по индикатору силового модуля.
Значения тока якоря Iя и напряжения якоря Uя определяются с помощью PV1 и РА1 измерительного модуля или по приборам модуля автотрансформатора.
Перед началом
опыта установите переключатель SA1
модуля добавочных сопротивлений № 1 в
положение «
».
В исходном положении тумблер SA1 модуля автотрансформатора должен находиться в нижнем положении, ручка автотрансформатора – в крайнем левом положении.
Последовательным включением автоматов QF1 и QF2 произведите пробный пуск асинхронного двигателя.
Запустите ДПТ. Для этого переключатель SA1 модуля добавочных сопротивлений № 1 переключите в положение «0», при этом следить за током якоря. Если ток якоря превышает значение 1 А, следует выключить автоматы QF2 и QF1 и поменять полярность обмотки возбуждения ГПТ. Тумблер SA1 модуля автотрансформатора переведите в верхнее положение, поворачивая ручку автотрансформатора по часовой стрелке, подайте напряжение 220 В (значение напряжения смотреть на вольтметре модуля автотрансформатора) в якорную цепь ДПТ. Двигатель постоянного тока запустится.
Если скорость на валу агрегата увеличивается, то схема готова для исследования асинхронного двигателя в режиме асинхронного генератора. Верните тумблеры модуля автотрансформатора и модуля добавочных сопротивлений № 1 в исходное положение и отключите автоматы QF2 и QF1.
Далее следует снова включить автоматы QF2 и QF1, запустится асинхронный двигатель. После этого произведите запуск ДПТ так, как было описано выше. Увеличивайте скорость ДПТ, увеличивая напряжение на якоре вращением ручки автотрансформатора до достижения асинхронной машиной синхронного холостого хода. Если вращением ручки автотрансформатора этого достигнуть не удалось, то следует переключателем SA1 модуля добавочных сопротивлений ослаблять обмотку возбуждения.
Если после перехода
асинхронной машины в режим синхронного
генератора увеличивать напряжение
якоря, вращая ручку автотрансформатора
по часовой стрелке, асинхронная машина
переходит в режим асинхронного генератора
и отдает в сеть активную мощность.
Асинхронный генератор следует нагружать
до тех пор, пока ток якоря ДПТ не будет
равен номинальному току:
(Iя
= 1,3 А).
Данные опыта занесите в табл. 1.
Таблица 1
-
Со стороны асинхронного генератора
Данные опыта
Расчетные данные
Uф
Iф
Pф
п или ω
P2
cosφ
s
ηа.ген
В
А
Вт
об/мин,1/с
Вт
%
-
Со стороны двигателя постоянного тока
Данные опыта
Расчетные данные
Uя
Iя
iв
Mэм
Iя0
M0
M1
P1
В
А
А
Н·м
А
Н·м
Н·м
Вт
После окончания опыта отключите автоматы QF2, QF1.
Рассчитайте и внесите в табл.1 следующие данные:
– полная активная мощность, отдаваемая асинхронным генератором в сеть переменного тока, Вт:
Р2 = m1Pф;
– коэффициент мощности асинхронного генератора:
;
– скольжение
асинхронного генератора (отрицательное,
т.к.
):
;
– КПД асинхронного генератора:
;
– мощность, подводимая к асинхронному генератору от двигателя постоянного тока, определяется по расчетным данным этого двигателя:
;
– полезный момент на валу двигателя постоянного тока:
М1 = Мэм – М0;
– электромагнитный момент, создаваемый двигателем постоянного тока:
;
- момент холостого хода двигателя постоянного тока:
.
Величины СМ и Iя0 принимаются по тарировочным кривым (Приложение 2) в зависимости от угловой частоты вращения с учетом тока возбуждения.
По расчетным данным постройте рабочие характеристики асинхронного генератора:
P1, Iф, cosφ, ηа.ген, s = f(P2) при Uф = const и f = const.