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

ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_2сем(Назарьян)

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
2.47 Mб
Скачать

ТАВРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Г.Н. НАЗАР’ЯН, О.В. КОВАЛЬОВ

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ ПО ЕЛЕКТРИЧНИМ МАШИНАМ

Частина 2: Асинхронні і Синхронні машини

Навчальний посібник-керівництво для самостійної роботи студентів

Мелітополь

2008

УДК 631.371:621.313(076.5)

Рецензент: доктор технічних наук, професор Овчаров В.В. (ТДАТУ, м. Мелітополь).

Схвалено методичної комісією факультету ЕСВ та рекомендовано до використання в учбовому процесі. Протокол № 7 від 22 липня 2007 р.

Назар’ян Г.Н., Ковальов О.В.: Лабораторний практикум по електричним машинам. Частина 2: Асинхронні і синхронні машини. Навчальний посібник-керівництво для самостійної роботи студентів. – Мелітополь: ТДАТУ, 2008. – 111 С.

Друга частина Лабораторного практикуму з електричних машин містить 10 лабораторних робіт по випробуванню асинхронних і синхронних машин загального та спеціального призначення. По кожній лабораторній роботі визначено цілі, завдання на самопідготовку студентів, програма роботи та методика проведення досліджень, а також контрольні питання та література для самопідготовки. Відмінною особливістю даного посібника є надання можливості студентам самостійного придбання професійних знань з обраної спеціальності. Посібник призначено для студентів енергетичних спеціальностей ВНЗ 3-4 рівнів акредитації.

2

ЦІЛІ І ЗАДАЧІ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ

Лабораторні роботи є одним з основних видів навчальних занять студентів за напрямком 6.100101 при вивченні курсу Електричні машини. Лабораторні роботи проводяться в спеціалізованих лабораторіях кафедри АЕП в ауд. 1.023 і 1.024.

Основними навчальними цілями і задачами лабораторних занять є:

1.Безпосереднє практичне вивчення конструкції, принципу дії та експлуатаційних властивостей електричних машин загального й спеціального призначення, а також знайомство з обладнанням, вимірювальними приладами і апаратурою, що використовується в лабораторії.

2.Поглиблення і закріплення придбаних при вивченні курсу знань шляхом експериментальної перевірки основних положень теорії і практики дисципліни Електричні машини.

3.Практичне знайомство із сучасними методами та засобами випробування трансформаторів і обертових електричних машин.

4.Освоєння на практиці існуючих методів розрахункового та дослідного визначення параметрів електричних машин, а також одержання дослідним шляхом статичних характеристик електричних машин, що визначають їх властивості в сталому режимі роботи.

5.Придбання практичних навичок самостійної дослідницької роботи і освоєння методів обробки і аналізу експериментальних даних.

Цілі та завдання окремих лабораторних робіт курсу визначені в даному Посібнику в кожній конкретній роботі. Найважливішою умовою ефективності лабораторних занять за курсом є обов'язкова самопідготовка студентів до кожної роботи і ясне розуміння її цілі, змісту і методики виконання.

ОСНОВНІ ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Учбово-лабораторні стенди в лабораторіях електричних машин (ЕМ) відносяться до діючих електроустановок, окремі елементи яких перебувають під напругою 220-380 В. Тому під час занять у лабораторіях ЕМ студенти повинні строго дотримувати Правила техніки безпеки (ГОСТ-12.0.002-74).

1.Студенти, які вперше приступають до виконання лабораторних робіт проходять вступний інструктаж з техніки безпеки і розписуються в журналі реєстрації інструктажів (ГОСТ-12.0.004.-79). Інструктаж проводять викладачі, що проводять заняття. Студенти, які не пройшли інструктаж з техніки безпеки до лабораторних робіт не допускаються!

2.Перед початком роботи всі студенти повинні ретельно ознайомитися зі схемою електропостачання лабораторій ЕМ і окремих робочих місць, розташуванням пускозахисної апаратури на лабораторному стенді і силовому щитку, а також записати технічні характеристики електричних машин що досліджуються і використаних в досліді приладів і апаратів.

3

3.Забороняється починати зборку електричних схем без дозволу викладача, що проводить заняття. Перед початком зборки схеми необхідно переконається в тім, що автоматичні вмикачі на силовому щитку і лабораторному стенді виключені. При збиранні схеми варто використовувати прилади й апарати відповідного роду струму і меж виміру. Не допускається використання несправних приладів, перемикаючих пристроїв і клемних з'єднань!

4.При зборці електричної схеми необхідно забезпечити надійні контактні під'єднання проводів до затискачів машин, приладів і апаратів. Дозволяється використати тільки з’єднувальні провідники зі спеціальними наконечниками

іпо перетину відповідним робочим значенням сили струму. Не допускається перетинання проводами проходів і торкання ними рухливих частин машин і апаратів.

5.Категорично забороняється включати електричну схему в мережу без перевірки й дозволу викладача. Будь-які зміни в схему дозволяється вносити тільки при відключенні її від мережі. Після внесення змін до робочої схеми включення її під напругу допускається тільки після перевірки викладачем.

6.Під час проведення випробувань електричних машин варто бути уважними і обережним, не відволікатися сторонніми справами й розмовами. Не дозволяється підходити до іншим електроустановок, силовим щиткам і пунктам і робити на них які-небудь включення. Забороняється також залишати без спостереження лабораторну установку, що перебуває під напругою, або допускати до роботи на ній сторонніх осіб. У випадку припиненні досліду або перерви в роботі схема повинна бути відключена від мережі.

7.Під час роботи при виявленні несправного стану устаткування, апаратів, вимірювальних приладів і з’єднувальних проводів необхідно негайно відключити схему від мережі і повідомити про те, що трапилося викладача або лаборанта. Після закінчення роботи необхідно привести в порядок робоче місце.

8.Якщо під час занять стався нещасний випадок, необхідно негайно відключити установку від мережі і надати потерпілому першу допомогу. При необхідності слід викликати швидку медичну допомогу за телефоном 03.

Увипадку виникненні в лабораторіях ЕМ пожежі необхідно відключити лабораторну установку за допомогою автоматичного вимикача ввідної силової зборки даної лабораторії і вжити заходів по гасінню пожежі підручними засобами. При цьому категорично забороняється гасити пожежу

в електроустановках пінними вогнегасниками. При необхідності слід подзвонити по телефону 01 і повідомити про пожежу.

9. Необхідно пам'ятати, що студенти які порушили Правила техніки безпеки, піддаються адміністративному стягненню. Студенти зобов'язані дбайливо ставиться до устаткування лабораторії. У випадку псування устаткування, приладів і апаратів через недотримання Правил винні несуть матеріальну відповідальність в установленому порядку.

4

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

ДОСЛІД ХОЛОСТОГО ХОДУ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З КОРОТКОЗАМКНЕНИМ РОТОРОМ

Ціль роботи: Освоєння методики та придбання практичних навичок проведення досліду холостого ходу (х.х.) асинхронного двигуна (АД), а також обробки, аналізу і оцінки дослідних даних.

ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ ДО РОБОТИ

1.Проробити по рекомендованій літературі [1-4] теоретичний матеріал що стосується конструкції, принципу дії та властивостей АД з к.з. ротором в режимі х.х.

2.По даному посібнику-керівництву а також іншій учбовій літературі [5,7,8] і стандарту [6] детально ознайомитися зі схемою включення і методикою проведення досліду х.х. АД з к.з. ротором.

3.Ознайомитися з методичними вказівками до даної роботи і відповісти на контрольні питання.

4.Підготувати бланк звіту по лабораторній роботі №1 встановленої форми з наведенням схеми досліду х.х. АД і таблиць для запису і обробки даних.

ПРОГРАМА РОБОТИ

1.Ознайомитись з робочим місцем і обладнанням в лабораторії електричних машин. Записати тип і номінальні дані досліджуваного АД і регулятора напруги, а також типу обраних для проведення досліду х.х. АД вимірювальних приладів.

2.Виміряти омічний опір обмоток статора АД.

3.Виконати пуск, зупинку і змінення напрямку обертання АД з к.з. ротором.

4.Провести дослід х.х. згідно типової методики і метою проведення досліду х.х.

5.Опрацювати дослідні дані, провести аналіз і оцінку енергетичних показників АД на х.х.

6.Оформити Звіт по лабораторній роботі №1.

Дослід х.х. проводиться з метою:

1.Отримання характеристик х.х. АД

2.Визначення параметрів х.х. двигуна.

3.Визначення струму х.х. і потужності втрат х.х. АД.

4.Визначення коефіцієнту потужності (cos 0) і моменту М0 х.х. АД.

5

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ДОСЛІДІВ

1.Вимірювання омічного опору обмоток статора.

Вимір омічного опору обмоток статора АД здійснюється за допомогою вимірювального мосту, омметра, мультіметра або тестера. Позначення виводів фазних обмоток статора трифазного АД і схема їх з’єднання в «зірку» і «трикутник» приведені на рисунку 1. При вимірюванні опору обмоток слід відмітити температуру трансформатора, прийнявши її рівною температурі навколишнього середовища, якщо до досліду АД тривалий час був відключений від мережі. За допомогою вимірювального приладу проводиться по 2-3 заміри опору обмоток кожної фази і визначається середнє значення опору фазних обмоток АД. Визначаються також середні значення опорів обмоток АД при температурі навколишнього середовища (20 0С) і розрахунковій температурі (75 0С). Результати вимірювань та розрахунків заносяться до таблиці 1.

Таблиця 1 – Опори обмоток АД

 

 

 

 

 

Θ0 =____0С

С1-С4

С2-С5

С3-С6

R

, Ом

0

R1(75 С), Ом

 

 

 

 

 

1cер 0

 

 

RА=

 

 

RВ=

RС=

 

 

 

 

 

В таблиці 3 позначені:

 

 

 

С1-С4, С2-С5, С3-С6 – фазні обмотки статора.

 

 

RА , RВ, RС – омічні опори обмоток.

 

 

 

R1cер

0

– середнє значення опору фазної обмотки при температурі

 

 

 

 

 

 

 

навколишнього середовища.

R1(750С) – опір фазної обмотки статора при розрахунковій температурі Θр=750С для класу нагрівостійкості ізоляції «В»

R1ср

RА RВ RС

;

R1 750 R1cр 0

235

75

.

(1.1)

3

235

 

 

 

 

15

 

Формула (1.1) приведена для обмоток статора виконаних з мідного обмоточного проводу.

6

Рисунок 1 – Позначення виводів обмоток статора трифазного АД (а) та схеми з’єднання обмоток в зірку (б) та трикутник (в).

~ 220

~ 220

A QF

FU

C1

 

 

n

B

 

M

 

 

 

 

C3

C

 

а)

 

 

C2

 

QF

 

C1

A

FU

 

 

 

 

n

B

 

C3

M

 

 

 

б) C

C2

Рисунок 2 –Схеми пуску АД (а) та зміна напряму обертання (б) двигуна с к.з. ротором.

2. Пуск, відключення та зміна напрямку обертання АД.

7

Пуск АД на холостому ході при прямому включенні обмоток статора в мережу змінного струму з номінальною напругою Uвідбувається за схемою рисунку 2. при цьому візуально визначається напрямок обертання ротору АД. Потім АД відключається від мережі. Для того, щоб змінити напрямок обертання ротора двигуна, необхідно змінити напрямок обертання магнітного поля що створює трифазна обмотка статора. Для цього достатньо змінити порядок чередування фаз обмотки статора, змінивши місцями виводи будь-яких двох фаз, наприклад С1 і С2. далі ввімкнути двигун і переконатися в цьому.

3. Проведення досліду х.х. АД з к.з. ротором.

Дослід х.х. АД проводиться за схемою рисунку 3. Методика проведення досліду х.х. складається в наступному. Обмотка статора АД включається в мережу трифазного змінного струму через індукційний регулятор напруги (ІР) та вимірювальний комплект (КВ). дослід проводиться починаючи з максимального значення напруги, що дорівнює 1,1U, яке в досліді знижується до значення 0,25U. При цьому ротор двигуна обертається без навантаження на валу. Усього проводиться 5-6 точок. Обов’язково виконується дослід при номінальному значенню напруги. В досліді вимірюється по фазам обмотки статора напруги х.х. (U10), струми 10) і потужності х.х. 10). Результати вимірювань та необхідних розрахунків заносяться до таблиці 2.

Таблиця 2 – Дані досліду х.х.

№ досліду

U

U

U

U10

I

I

I

I10

Р

Р

Р

Р10

cos 0

n0

В

В

В

В

А

А

А

А

Вт

Вт

Вт

Вт

в.о.

об/хв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В таблиці позначено:

U10, I10 – середнє значення фазної напруги і струму холостого

ходу;

Р10 – сумарна потужність холостого ходу АД;

cos 0 – розрахункове значення коефіцієнту потужності х.х.

АД.

n0 – частота обертання двигуна на х.х. при номінальній напрузі.

При цьому:

8

U

 

 

1

U

 

U

 

U

 

;

I

 

 

1

I

 

I

 

 

I

 

;

0

3

AB

BC

AC

0

3

0 A

0 B

0C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

Р

 

Р

Р

 

;

 

 

соs

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

10 .

 

 

0

 

0 А

 

 

0 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3U

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обробка даних досліду х.х.

1 Побудова характеристик холостого хода (х.х.х.)

(1.2)

Характеристиками х.х. АД називаються графічні залежності

I

0

,P ,cos

 

 

0

0

 

f (U0

)

, при n=n0.

Характеристики х.х. будують по дослідним даним приведеним в таблиці 1. Приблизний вид характеристик х.х. АД з к.з. ротором представлено на рисунку 3. Необхідно вміти пояснити вид характеристик к.з. АД.

2 Визначення параметрів х.х. АД

Параметрами х.х. АД називаються активний X 0 та повний опір Z0 х.х. АД.

При цьому

R0

, індуктивний

Z

 

 

U

10 ;

R

 

P

 

;

0

 

 

0

 

 

I

 

 

0

 

3I

 

2

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

Z

2

R

2

0

0

 

 

 

 

0

. (1.3)

Параметри х.х. можуть бути розраховані за дослідними даними, що наведені в таблиці 2 з використанням Р10, І10 при

U10=U.

3 Визначення і оцінка струму х.х. І10, потужності втрат х.х. Р10, коефіцієнту потужності х.х. cos 0 і моменту х.х. М0.

Значення І10, Р10 і cos 0 при номінальній напрузі Uвизначаються безпосередньо за дослідними та розрахунковими даними наведеними в таблиці 2.

Момент АД на х.х. визначається з рівняння

 

 

Р10

 

 

0

n

 

 

М 0

,

при цьому

0

,

(1.4)

 

 

 

 

0

 

 

30

 

 

де 0 - кутова швидкість обертання АД, рад/с.

9

~3,50 Гц , 220

AМQF1

FU

ІР

QF2 A ВК

 

C1

 

 

 

A

a

 

n0

 

 

 

 

 

BМ

 

 

B

 

C2

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

b

 

 

CМ

 

 

C C

c

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

Рисунок 3 – Електрична схема досліду холостого ходу АД с к.з. ротором.

QF1, QF2 – автоматичні вимикачі; FU – плавкі запобіжники;

ІР – індукційний регулятор; ВК – вимірювальний комплект.

P10 I0

cos

0

I0

cos 0

P10

U10

0

UH

Рисунок 4 – Характеристики холостого ходу трифазного асинхронного двигуна.

10

Соседние файлы в папке ел.маш.лекции.практ.и т.д