2. Опыт короткого замыкания асинхронного двигателя

При опыте короткого замыкания, который проводится при пониженном напряжении, асинхронный двигатель питается через сопротивления модуля добавочных сопротивлений № 1. Опыт проводится по той же схеме, что и опыт х.х. (рис. 1).

Опыт короткого замыкания проводится при неподвижном (заторможенном) роторе, когда скольжение s = 1 и пониженном напряжении, при котором ток статора примерно равен номинальному току статора I_1к ≈ I_1н.

Понижение напряжения достигается включением добавочного сопротивления в цепь статора, для чего переключатель SA1 модуля добавочных сопротивлений № 1 устанавливается на отметке «400» или «200». Торможение двигателя осуществляется путем установки металлического стержня в отверстие на защитном кожухе, которое должно быть совмещено с отверстием в полумуфте, для этого полумуфту необходимо слегка поворачивать для совпадения отверстий.

Установите металлический стержень в защитный кожух агрегата. Включите автоматы QF1, QF2 и переключите переключатель SA1 модуля добавочных сопротивлений № 1 в положение «400» или «200», при этом ток статора установите примерно равным номинальному току статора. Данные занесите в табл. 2.

Таблица 2

Данные опыта		Расчетные данные
U1фк	I1фк	PlK	Рэл.1	Рст	Pэм.к	Мэм.к	zK	rк	Хк
В	А	Вт	Вт	Вт	Вт	Н·м	Ом	Ом	Ом

После проведения опыта отключите автоматы QF2, QF1 и удалите стержень, которым двигатель был заторможен.

По данным опыта короткого замыкания определите пусковой ток, пусковой момент при s = l и параметры схемы замещения.

Рассчитайте следующие данные и занесите в таблицу 2:

–трехфазная активная мощность при опыте короткого замыкания:

;

Р_эл.1 = m₁ I²_1к r₁;

– потери в стали при напряжении U_1к:

;

– потери в стали при номинальном напряжении;

– электромагнитная мощность при опыте короткого замыкания, Вт,

Р_эм.к = р_1к - р_эл.1 - р_ст;

– электромагнитный момент при опыте короткого замыкания, Н·м:

или

–электромагнитный момент при номинальном напряжении, Н·м,

;

–кратность пускового момента:

,

где Р_2н и ω_н – номинальная мощность на валу и угловая номинальная частота вращения (Приложение 1,табл.П1.2 );

–кратность пускового тока:

;

–параметры двигателя:

–полное сопротивление: ;

–активное сопротивление: ;

–индуктивное сопротивление: .

3. Снятие рабочих характеристик асинхронного двигателя

Исследование рабочих характеристик асинхронного двигателя осуществляется методом непосредственной нагрузки по схеме рис. 3.

Напряжение в обмотку возбуждения нагрузочного генератора подается от модуля питания. Клеммы = 220 В модуля питания соедините с клеммами обмотки возбуждения LM - XS13 и XS14.

Нагрузкой ГПТ служат два сопротивления модуля добавочных сопротивлений № 1, которые соединены последовательно. Клемму XS9 двигателя постоянного тока силового модуля соедините с клеммами XS1 и XS2 модуля добавочных сопротивлений № 1, а клемму XS10 – с клеммами XS4 и XS5 через приборы PV1 и РА1 модуля измерительного.

Напряжение якорной цепи подается на датчик напряжения, для этого клеммы XS9 и XS10 силового модуля соедините с клеммами XS4 и XS5 этого же модуля. С датчика напряжение якоря (клемма XS3) подается на осциллограф.

Значение тока якоря I_я и напряжения якоря U_я можно наблюдать на приборах модуля измерительного.

Текущее значение скорости на валу n определяется на индикаторе силового модуля.

Рис. 3. Схема для снятия рабочих характеристик асинхронного двигателя

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включите автоматы QF1 и QF2, произойдет запуск АД;

– переключатель SA1 модуля добавочных сопротивлений № 1 переведите из положения «∞» в положение «1200»;

– проведите замеры согласно табл. 3 как со стороны асинхронного двигателя, так и со стороны ГПТ;

– увеличивайте нагрузку ГПТ (уменьшая переключателем SA1 сопротивление), пока ток якоря ГПТ не достигнет номинального значения I_нагр = I_я ≈ I_ян (I_ян = 1,3 А).

Внимание! Выше этого значения двигатель не нагружать! SA1 в «0» не выводить!

Данные опыта занесите в табл. 3.

Таблица 3

№

Со стороны асинхронного двигателя

Данные опыта

Расчетные данные

U1ф

I1ф

n или ω

cosφ1

P1

pэл.1

pст

pэм

s

pэл.2

pмех

∑р

Р2

Мэм

η

cosφ1

В

А

об/мин 1/с

Вт

Вт

Вт

Вт

д.е.

Вт

Вт

Вт

Вт

Н·м

%

д.е

№	Со стороны ГПТ
	Данные опыта		Расчетные данные
	Iя	Uя	См	Мэм	Iяо	М0	M2	Р2	η
	А	В		Н·м		Н·м	Н·м	Вт	%

После проведения опыта отключите автоматы QF2, QF1.

Расчетные данные со стороны асинхронного двигателя определяются следующим образом:

– полная активная мощность, подводимая к асинхронному двигателю из сети, Вт:

P₁ = m₁P_1ф;

– электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя, Вт:

р_эл.1 = m₁I_1ф²,

где r₁ – активное сопротивление фазы статора, приводится в паспортных данных двигателя;

– потери в стали при напряжении U_1ф, Вт:

– электромагнитная мощность, Вт:

Р_эм = Р₁ - р_эл.1 - р_ст;

– скольжение:

или

– электрические потери в обмотке ротора, Вт:

р_эл.2 = Р_эм·s;

– суммарные потери в двигателе, Вт:

∑р = р_эл.1 + р_ст + р_эл.2 + р_мех.АД;

– электромагнитный момент асинхронного двигателя, Н·м:

или ,

где ω₁ – синхронная угловая частота вращения; n₁ – синхронная частота вращения; М₂ – полезный момент на валу двигателя: М₂ = М_эм - М_о;

– полезная мощность на валу двигателя, Вт:

Р₂ = Р₁ -∑р;

– коэффициент полезного действия, %:

;

– коэффициент мощности (расчетный):

.

Расчетные данные со стороны машины постоянного тока:

– электромагнитный момент ГПТ, Н·м:

М_эм.гпт = C_мI_я ,

где С_м – коэффициент конструкции, принимается из тарировочной кривой, С_м = f(ω) (Приложение 2);

– момент холостого хода ГПТ, Н·м:

М₀ = С_мI_я0,

I_я0 – ток холостого хода принимается из тарировочной кривой машины постоянного тока (Приложение ) и пропорционален механическим потерям и потерям в стали ГПТ;

– полный момент на валу ГПТ, Н·м:

М_2гпт = М_эм._гпт + М₀;

– полезная мощность на валу ГПТ, Вт:

Р₂ = М_2гптω или Р₂ = М2гпт·0,10447π.

По данным таблицы постройте рабочие характеристики АД, которые представляют собой графически изображенные зависимости тока статора, потребляемой из сети активной мощности, частоты вращения, скольжения, электромагнитного момента, КПД и коэффициента мощности от полезной мощности на валу двигателя:

I₁, Р₁, п, s, М_эм, η, cosφ₁ = f(P₂) при f₁ = const и U₁ = const.