Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3080

.pdf
Скачиваний:
34
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
421.33 Кб
Скачать

M ном = 9565

Pном

, Н·м,

(54)

 

 

n2ном

 

где Рном – полезная номинальная мощность на валу двигателя, кВт; n2ном – номинальная частота вращения ротора, об/мин;

f1 частота сети, 50 Гц.

3. Собрать схему экспериментальной установки по рис. 10. Аппаратура для сборки перечислена в табл. 2.

Описание электрической схемы соединений

Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как трехфазный асинхронный двигатель М1, через гнезда «F1», «F2», «F3» присоединена к реостату А3.

Фазы статорной обмотки двигателя М1 через выключатель А2 и блок однофазных трансформаторов, соединенных в трехфазную группу по схеме /Y с напряжениями 133/400 В, присоединена к выходу трехфазного источника G1.

В одну из фаз статора двигателя М1 включена первичная обмотка датчика тока блока А4. Первичная обмотка одного из датчиков напряжения блока А4 соединена с двумя фазами двигателя М1. Вторичные обмотки этих датчиков тока и напряжения соединены соответственно с дифференциальными аналоговыми входами АСН1 – АСН9 и АСН2 – АСН10 коннектора А5. К аналоговому входу АСН0 – АСН8 через указатель частоты вращения Р1 присоединены выходы преобразователя угловых перемещений G2.

Коннектор А5 плоским проводом соединен с платой сбора информации персонального компьютера А6.

Рис. 10. Электрическая схема соединений

21

Таблица 2

 

Перечень аппаратуры

 

 

 

 

 

 

Параметры

Обозначение

Наименование

Тип

 

 

 

 

400 В ~; 1,6 А

G1

Трехфазный источник питания

201

G2

Преобразователь угловых переме-

104

0

… 6000 мин-1

щений

 

 

300 Вт; 230 В; 1500 мин-1

 

 

 

М1

Машина переменного тока

102.1

 

 

 

3х80 В·А;

А1

Блок однофазных трансформаторов

325.1

240, 230, 220, 133, 127, 115/240,

 

 

 

230, 220, 133, 127, 115 В

 

 

 

400 В ~; 10 А

А2

Трехполюсный выключатель

301

А3

Реостат для цепи ротора машины

307

3

× 0 … 20 Ом; 2 А

переменного тока

 

 

 

 

 

 

 

3

датчика напряжения 600 В/3В

А4

Блок датчиков тока и напряжения

402.1

3

датчика тока 1,5 А/3В

 

 

 

8

аналоговых диф. входов ;

А5

Коннектор

330

8

цифр. входов/выходов

 

 

 

 

 

 

IBM совместимый, Windows 9*,

 

 

 

А6

Персональный компьютер

310

монитор, мышь, клавиатура, пла-

та сбора информации

 

 

 

PCI 6023(24)E

 

 

 

2000 … 0 … 2000 мин-1

P1

Указатель частоты вращения

506.1

Указания по проведению эксперимента

1.Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2.Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (рис. 11).

Рис. 11. Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного тока

22

3.Соедините гнезда защитного заземления устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1.

4.Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 10).

5.Переключатель режима работы выключателя А2 установите в положение «РУЧН».

6.Переключатель делителя напряжения на аналоговом входе АСН0–АСН4 коннектора А5 установите в положение «1:10».

7.Установите переключателями в блоке А1 номинальные напряжения трансформаторов: первичные – 127 В, вторичные – 230 В.

8.Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А6, войдите в каталог: С:\Программное обеспечение учебного лабораторного комплекса «Электрические машины» \ «Осциллографы» и вызовите прикладную программу «Записывающий осциллограф».

9.Используя возможности программы «Записывающий осциллограф», введите список используемых каналов (4, 2, 0) и установите продолжительность записи процесса пуска асинхронного двигателя.

10.Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

11.Включите выключатель «СЕТЬ» выключателем А2.

12.Запустите программу «Записывающий осциллограф» и сразу после этого произведите пуск в ход асинхронного двигателя М1 на холостом ходу нажатием на кнопку «ВКЛ» выключателя А2. Заметить значение броска тока статора при пуске IпY.

13.Установите переключателями в блоке А1 номинальные напряжения трансформаторов: первичные – 127 В, вторичные – 127 В. Этим мы имитируем переход от звезды к треугольнику.

14.Осуществить пуск двигателя М1 на холостом ходу нажатием на кнопку «ВКЛ» выключателя А2. Заметить значение броска тока статора при пуске с имитацией соедине-

ния фазных обмоток статора по схеме «треугольник», Iп . Сравнить пусковые токи при пуске асинхронного двигателя по схемам «Y» и « ». Пусковой ток при пуске по схеме «Y» должен быть меньше пускового тока по схеме « » в

3IΦΔ =

3UΦΔ ZФ =

3U Л 3 = 3 раза,

(55)

IΦY

ZФUΦY

U ЛY

 

так как UЛ = UЛY при неизменном напряжении питающей электросети. Здесь ZФ – полное сопротивление одной фазы.

Вместе с уменьшением пускового тока пропорционально квадрату напряжения снижается и пусковой вращающий момент.

15. Изменение режимных параметров – частоты вращения вала, тока и напряжения статорной обмотки двигателя М1 в процессе прямого пуска в ход наблюдайте на экране монитора компьютера.

23

16. По завершении эксперимента отключите выключатель А2 нажатием на кнопку «ОТКЛ» и отключением выключателя «СЕТЬ», отключите источник G1 нажатием на кнопку-гриб, и последующим отключением ключа выключателя.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ n = f(M), n = f(rf) ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Цель работы: опытное определение и расчет механических характеристик асинхронного двигателя.

Задание на подготовку к работе

1. Изучить теоретическую часть работы по одному из учебников и описанию этой лабораторной работы.

Последовательность выполнения работы

1. Собрать схему экспериментальной установки по рис. 12 и записать паспортные данные асинхронного двигателя (аппаратура для сборки указана в табл. 3).

Рис. 12. Электрическая схема соединений для определения механической характеристики

24

 

 

 

 

Таблица 3

 

Перечень аппаратуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение

Наименование

 

Тип

Параметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1

Трехфазный источник питания

 

201

400 В ~; 1,6 А

 

 

 

 

 

 

 

 

G2

Источник питания двигателя переменно-

 

206

0 … 2500 В –5 А (якорь)

 

го тока

 

200 В – 1 А (возбуждение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G3

Машина постоянного тока

 

101,1

90 Вт; 220 В 0,76 А (якорь)

 

 

220 В (возбуждение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G4

Преобразователь угловых перемещений

 

104

0 … 6000 мин-1

 

 

М1

Машина переменного тока

 

102.1

300 Вт; 230 В; 1500 мин-1

 

 

 

 

 

3х80 В·А;

 

 

А1

Блок однофазных трансформаторов

 

325.1

240, 230, 220, 133,

127,

 

 

115/240, 230, 220, 133, 127,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

115 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А2

Трехполюсный выключатель

 

301

400 В ~; 10 А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А3

Реостат для цепи ротора машины пере-

 

307

3 × 0 … 20 Ом; 2 А

 

менного тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А4

Активная нагрузка

 

306.1

3 … 50 Вт; 220 В; 0,5А

 

 

 

 

 

 

 

P1

Указатель частоты вращения

 

506.1

2000 … 0 … 2000 мин-1

 

 

 

 

 

 

 

P2, P3

Мультиметр

 

501

1 … 1000 В – ~,

 

 

0…20 А – ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание электрической схемы соединений

Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как трехфазный асинхронный двигатель М1, через гнезда «F1», «F2», «F3» присоединена к реостату А3.

Фазы статорной обмотки двигателя М1 через выключатель А2 и блок однофазных трансформаторов, соединенных в трехфазную группу по схеме /Y с напряжениями 133/400 В, присоединены к выходу трехфазного источника G1.

Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как нагрузочный генератор G3 с независимым возбуждением, присоединена к регулируемому выходу «ЯКОРЬ» источника G2, вход питания которого присоединен с помощью электрического шнура к одной из двух розеток «~220 В» трехфазного источника G1.

Якорная цепь генератора G3 присоединена к нагрузке А4.

Частоту вращения двигателя М1 можно контролировать с помощью указателя Р1, соединенного с выходом преобразователя угловых перемещений G4.

Необходимые для определения механического момента двигателя М1 ток и напряжение якоря нагрузочного генератора G3 можно контролировать мультиметрами Р2 и Р3.

25

Указания по проведению эксперимента

1.Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2.Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (рис. 11).

3.Соедините гнезда защитного заземления устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1.

4.Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 12).

5.Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А2 установите в положение «РУЧН.».

6.Регулировочные рукоятки источника G2, реостата А3 и нагрузки А4 поверните против часовой стрелки до упора.

7.Установите переключателями в блоке А1 номинальные напряжения трансформаторов: первичные – 127 В, вторичные – 220 В.

8.Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

9.Осуществите пуск двигателя М1 включением выключателя А2. Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку «ВКЛ.» источника G2.

10.Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите напряжение на выходе «ЯКОРЬ» равным 220 В и не меняйте его в ходе эксперимента.

11.Вращая регулировочные рукоятки нагрузки А4, изменяйте ток якоря Ia генератора G3 и заносите показания амперметра Р2 и указателя Р1 в табл. 4.

Таблица 4

Результаты измерений

Ia, A

n, мин-1

Ua, В

12.Установите регулировочные рукоятки нагрузки А4 в положение «0».

13.Поверните регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до

упора.

14.Отключите источник G2 нажатием кнопки «ОТКЛ.» и отключением выключателя «СЕТЬ».

15.Изменяя положение регулировочных рукояток реостата А3, одинаково изменяйте сопротивление rf его фаз и заносите их и показания указателя Р1 в табл. 5.

26

Таблица 5

Результаты измерений

rf, A

n, мин-1

16.По завершении эксперимента отключите выключатель А2 нажатием на кнопку «ОТКЛ.» и отключением выключателя «СЕТЬ», отключите источник G1 нажатием на кнопку-гриб, и последующим отключением ключа-выключателя.

17.Вычислите механический момент М двигателя М1 для каждого значения тока Ia из табл. 4 по эмпирической формуле (56) и занесите его в табл. 6.

M =

60

(Ua + 65 Ia ) Ia + 0,18 Н м,

(56)

2πn

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

 

Результаты измерений

 

М, Н·м n, мин-1

18. Постройте механические характеристики:

n = f(M) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (табл. 5); n = f(rf) асинхронного двигателя с фазным ротором (табл. 6).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Цель работы: опытное определение рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя.

Задание на подготовку к работе

1. Изучить теоретическую часть работы по одному из учебников и описанию этой лабораторной работы.

Последовательность выполнения работы

1. Собрать схему экспериментальной установки по рис. 13 (перечень аппаратуры см. в табл. 7).

27

Рис. 13. Электрическая схема соединений для определения рабочих характеристик

 

 

 

 

Таблица 7

 

Перечень аппаратуры

 

 

 

 

 

 

Параметры

 

Обозначение

Наименование

Тип

 

 

 

 

400 В ~; 1,6 А

 

G1

Трехфазный источник питания

201

 

 

 

 

0 … 2500 В –5 А (якорь)

 

G2

Источник питания двигателя переменно-

206

 

 

го тока

 

200 В – 1 А (возбуждение)

 

 

 

 

90 Вт; 220 В 0,76 А (якорь)

 

G3

Машина постоянного тока

101,1

 

 

 

 

220 В (возбуждение)

 

 

 

 

0 … 6000 мин-1

 

G4

Преобразователь угловых перемещений

104

 

 

 

 

300 Вт; 230 В; 1500 мин-1

 

М1

Машина переменного тока

102.1

 

 

 

 

3х80 В·А;

 

А1

Блок однофазных трансформаторов

325.1

 

 

 

 

240, 230, 220, 133,

127, 115/240,

 

 

 

 

230, 220, 133, 127, 115 В

 

 

 

 

400 В ~; 10 А

 

А2

Трехполюсный выключатель

301

 

А3

Реостат для цепи ротора машины пере-

307

3 × 0 … 20 Ом; 2 А

 

 

менного тока

 

 

 

 

 

 

 

3 … 50 Вт; 220 В; 0,5А

 

А4

Активная нагрузка

306.1

 

 

 

 

2000 … 0 … 2000 мин-1

 

P1

Указатель частоты вращения

506.1

 

 

 

 

1 … 1000 В – ~, 0…20 А – ~

 

P2, P3,Р5

Мультиметр

501

 

 

 

 

100…0…100 Вт; 200…0…200 Вт;

 

Р4

Измеритель мощностей

507.1

 

 

 

 

400…0…400 Вт; 100…0…100 В·Ар;

 

 

 

 

200…0…200 В·Ар; 400…0…400 Вар;

 

 

 

 

220 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

Описание электрической схемы соединений

Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как трехфазный асинхронный двигатель М1, через гнезда «F1», «F2», «F3» присоединена к реостату А3.

Фазы статорной обмотки двигателя М1 через выключатель А2 и блок однофазных трансформаторов, соединенных в трехфазную группу по схеме /Y с напряжениями 133/400 В, присоединены к выходу трехфазного источника G1.

Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как нагрузочный генератор G3 с независимым возбуждением, присоединена к регулируемому выходу «ЯКОРЬ» источника G2, вход питания которого присоединен с помощью электрического шнура к одной из двух розеток «~220 В» трехфазного источника G1. Якорная цепь генератора G3 присоединена к нагрузке А4.

Частоту вращения двигателя М1 можно контролировать с помощью указателя Р1, соединенного с выходом преобразователя угловых перемещений G4.

Необходимые для определения механического момента двигателя М1 ток и напряжение якоря нагрузочного генератора G3 можно контролировать мультиметрами Р2 и Р5.

Ток I статора, активную и реактивную мощности P1 и Q1 асинхронного двигателя М1 можно измерять амперметром Р3 и измерителем мощностей Р4.

Указания по проведению эксперимента

1.Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2.Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А2 установите в положение «РУЧН.».

3.Регулировочные рукоятки источника G2, реостата А3 и нагрузки А4 поверните против часовой стрелки до упора.

4.Установите переключателями в блоке А1 номинальные напряжения трансформаторов: первичные – 127 В, вторичные – 230 В.

5.Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

6.Осуществите пуск двигателя М1 включением выключателя А2.

7.Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку «ВКЛ.» источника G2.

8.Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите напряжение на выходе «ЯКОРЬ» равным 220 В и не меняйте в ходе эксперимента.

9.Вращая регулировочные рукоятки нагрузки А4, изменяйте ток якоря Ia генератора G3 и заносите показания указателя Р1, амперметров Р2, Р3 и измерителей мощностей Р4

втабл. 8.

10.Установите сопротивление фаз реостата А3, например, 10 Ом и повторите опера-

ции, описанные в п. 9, занося показания приборов в табл. 9.

29

Таблица 8

Результаты измерений

Ia, A

I, A

n, мин-1

P1, Вт

Q1, В·Ар

Ua, В

Таблица 9

Результаты измерений

Ia, A

I, A

n, мин-1

P1, Вт

Q1, В·Ар

Ua, В

11.По завершении эксперимента отключите выключатель А2 нажатием на кнопку «ОТКЛ.» и отключением выключателя «СЕТЬ», отключите источник G1 нажатием на кнопку-гриб и последующим отключением ключа-выключателя.

12.Используя данные табл. 7 и 8, вычислите значения полезного механического момента М, полезной активной мощности Р2, коэффициента мощности cosφ, скольжения s и

коэффициента полезного действия η асинхронного двигателя с короткозамкнутым (данные табл. 8) и с фазным (данные табл. 9) ротором по следующим формулам (57) – (61):

M =

60

 

(Ua + 65 Ia )Ia ;

(57)

2πn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

=

 

2πn

M ;

(58)

 

 

 

2

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos ϕ =

 

 

 

P1

 

(59)

 

 

 

P2 + Q2 ;

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

s = 1

 

 

 

 

 

100 ;

(60)

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]