6. Ток внезапного короткого замыкания

По данным опыта короткого замыкания и найденным параметрам расчетным способом определите установившийся и ударный ток внезапного короткого замыкания, А:

;

.

Требования к отчету по лабораторной работе № 4

Отчет должен содержать:

1. Наименование и цель работы.

2. Ответы на контрольные вопросы.

3. Расчет всех параметров схемы замещения трансформатора.

4. Принципиальные схемы проведения опытов, таблицы экспериментальных данных и внешние характеристики трансформатора: U₂ = f(K_нг) и η = f(K_нг).

5. Расчет установившегося и ударного тока внезапного короткого замыкания.

6. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Поясните назначение, принцип действия и укажите основные элементы конструкции трансформатора.

2. По каким параметрам классифицируются трансформаторы?

3. Выполните эскизы магнитопроводов однофазных трансформаторов броневого и стержневого типов с указанием всех размеров.

4. Что такое режим холостого хода трансформатора? Приведите схему замещения трансформатора в этом режиме.

5. С какой целью проводится опыт х.х.?

6. Что такое режим короткого замыкания? Приведите схему замещения и поясните, с какой целью проводится опыт к.з.

7. Поясните теорию рабочего процесса трансформатора.

8. Выведите формулы для расчета ЭДС в обмотках трансформатора.

9. Какими способами можно определить КПД трансформатора? Какими потерями мощности сопровождается работа трансформатора?

10. Как зависит максимальный КПД трансформатора от коэффициента нагрузки?

11. Что такое ударный и установившийся ток короткого замыкания?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Цель работы: исследование рабочих свойств двигателя путем снятия соответствующих опытных характеристик.

Порядок выполнения работы

Лабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде. Исследуемый асинхронный двигатель входит в состав силового модуля, включающего в себя собственно исследуемый двигатель Ml, нагрузочный генератор - машину постоянного тока – М2 и импульсный датчик скорости МЗ.

Асинхронный двигатель (АД) включается непосредственно в сеть трехфазного переменного тока через модуль добавочных сопротивлений № 1.

Для измерения тока, напряжения и активной мощности статора используется модуль измерителя мощности.

Измерение тока якоря, напряжения на якоре и скорости производится с помощью модуля измерительного и программного обеспечения.

Модуль автотрансформатора используется для питания обмотки возбуждения при снятии рабочих характеристик АД, при этом нагрузкой генератора постоянного тока служат сопротивления модуля добавочных сопротивлений № 2.

Программа работы

1. Изучить схемы для исследования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (в дальнейшем изложении АД), состав и назначение основных модулей, используемых в работе (рис. 1 и рис. 3).

2. Исследовать двигатель в режиме холостого хода.

3. Исследовать двигатель в режиме короткого замыкания.

4. Снять рабочие характеристики двигателя по методу непосредственной нагрузки.

5. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.

1. Опыт холостого хода

Для опыта холостого хода АД включается непосредственно в сеть трехфазного переменного тока (рис. 1).

Подача напряжения от модуля питания на зажимы асинхронного двигателя силового модуля осуществляется через сопротивления RP1, RP2, RP3 модуля добавочных сопротивлений № 1. Клеммы А, В, С модуля питания соедините с клеммами XS1, XS2, XS3 модуля добавочных сопротивлений № 1.

Две клеммы XS5 и XS6 модуля добавочных сопротивлений соедините с клеммами В1, С1 асинхронного двигателя, а клемму XS4 – с клеммой Х6, Х7 модуля измерительного. Клемму Х8 этого модуля соедините с клеммой А1 асинхронного двигателя.

Для измерения фазных значений тока, напряжения клемму N модуля питания соедините с клеммой Х5 модуля измерительного.

Значение скорости n на валу можно наблюдать на осциллографе. Для этого необходимо выход датчика скорости (клемма XS15 силового модуля) соединить с входом осциллографа.

Исследование двигателя в режиме холостого хода проводится для одного значения напряжения, равного номинальному, и позволяет оценить величину тока холостого хода, а также потери в стали при номинальном напряжении.

Желательно проводить опыт при разъединенной полумуфте, т.е. нагрузочный генератор должен быть отсоединен, в противном случае необходимо знать механические потери нагрузочного генератора.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– переключатель модуля добавочных сопротивлений № 1 установите в положение «∞», цепь якоря нагрузочного генератора на момент этого опыта должна быть разомкнута.

– последовательно включите автоматы QF1 и QF2, переключатель SA1 установите в положение «0» – напряжение принимает значение, равное номинальному, запускается асинхронный двигатель.

Данные опыта занесите в табл. 1.

Таблица 1

Данные опыта				Расчетные данные
U1фн	I10	Plф	ω	Р10	Coscφ10	Рэл.1	Рст	I10*
В	А	Вт	рад/с	Вт		Вт	Вт	от.ед

Отключите автоматы QF2, QF1.

Рассчитайте и внесите в табл.1 следующие данные:

–коэффициент мощности:

,

где Р₁₀ – активная мощность трех фаз Р₁₀ = m₁P_1ф, Вт, m₁ – число фаз;

–потери в стали сердечника статора при номинальном напряжении:

p_ст.1 = Р₁₀ - m₁·I₁₀²·r₁ - p_мех.ад. - p_{мех.мпт},,

где r₁ – активное сопротивление фазы статора при температуре окружающей среды, Ом (Приложение 1, табл. П1.2 ); p_мех.ад – механические потери асинхронного двигателя, Вт (Приложение, табл. П1.2); p_{мех.мпт} – механические потери машины постоянного тока, Вт.

Потери в стали сердечника статора при любом другом напряжении могут быть пересчитаны через квадрат напряжения:

,

где р_ст – потери в стали при любом значении напряжения U₁;

–значение тока холостого хода в относительных единицах:

;

–электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя:

p_эл.1 = m₁·I_1ф²·r₁.

Опыт холостого хода позволяет определить также параметры «Т»-образной схемы замещения z_m, x_m и r_m:

.

«Т»-образная схема замещения АД представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема замещения АД