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

Потужність х.х. витрачається на наступні види активних втрат, що обумовлюють нагрівання елементів конструкції АД

Р10

Р	Р	Р
мх	мг	э10

Рд

,

(1.5)

де

Рмх

- механічні втрати на тертя в підшипниках, ротора

о повітря і вентиляційних лопаток;

Рмг

- магнітні втрати на гістерезис і струми Фуко на х.х. в

основному в осерді статора;

Рэ10

- електричні втрати в обмотках статора;

Рд

- додаткові втрати від полів вищих гармонік.

Таким чином, момент х.х. М0 обумовлено втратами в АД на

х.х.

Практичний інтерес становить собою порівняльна оцінка отриманих значень І10, Р10 і М0 по відношенню до номінальних величин АД

І

І

100;

Р

Р

100;

М

М

0%

10

10

0%

І

0%

Р

М

1н

н

При цьому

0 н

100.

(1.6)

Р

10

3

Р

10

3

n

I

;

М

;

н

н

н

н

н

н

3

U

соs

30

н

н

н

н

(1.7)

Значення номінальної потужності - Рн, частоти обертання – nн, об/хв; коефіцієнта напруги Uн, В наведено в паспортних даних досліджується.

кВт; ККД – ηн, %; потужності соsφн і електродвигуна, що

ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

В звіті по лабораторній роботі № 1, що оформлюється на спеціальному бланку, повинно бути представлено:

1.Електрична схема досліду х.х. АД і схеми включення обмоток статора АД (рисунки 1 і 2)

2.Заповнені таблиці 1 і 2 з даними вимірювань та розрахунковими даними досліду х.х. і виміру омічного опору обмоток.

3.Характеристики х.х. АД, побудовані за даними досліду х.х. по аналогії з рисунком, з поясненням виду характеристик.

11

4. Розрахунок параметрів х.х. АД за даними досліду х.х. (

Z	0 ) порівнянням (1.3).

R0

,

X	0

та

5.Значення струму х.х. І10 , потужності х.х. Р10 та коефіцієнта потужності соsφ0 при номінальній напрузі Uн отримані дослідним шляхом і оцінка в відсотках значень І10 та Р10 по відношенню до номінальних значень Ін та Рн АД за рівняннями (1.6).

6.Розрахунок значень: моменту х.х. М0; номінального моменту Мн; номінального струму Ін двигуна і оцінка в відсотках М0 по відношенню до Мн АД за рівняннями (1.4 , 1.6 і 1.7)

7.Висновки по роботі з поясненням виду характеристик х.х. АД. В

висновках необхідно також привести значення І0% ,Р0%, М0% і соsφ0 у в.о. при номінальній напрузі Uн.

8.Технічна характеристика двигуна що досліджувався, тип і потужність трифазного індукційного регулятора напруги, а також тип електровимірювального комплекту.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО РОБОТИ

1.Назвіть основні елементи конструкції АД.

2.Принцип дії АД. Поняття ковзання.

3.Що означає режим холостого ходу АД?

4.Назвіть та приведіть електричні схеми з’єднання обмоток статора АД, які використовуються на практиці.

5.Якими приладами можуть бути виміряні омічні опори обмоток статора АД?

6.Як змінити напрямок обертання трифазного АД?

7.З якою метою проводиться дослід холостого ходу АД?

8.Пояснити коротко методику проведення досліду х.х.

9.Привести та пояснити вид характеристик х.х. АД.

10.Які опори називаються параметрами х.х. АД? Як вони визначаються за паспортними даними АД?

11.Яку частку в відсотках складає струм х.х. від номінального струму АД?

12.З якої причини струм х.х. АД що виражений у відсотках від номінального в АД має значно більше значення чим у трансформатора?

13.На які види втрат затрачається потужність х.х. і яку приблизно частку в відсотках складає потужність х.х. від номінальної потужності АД?

12

14.Як визначається номінальний струм і номінальний момент АД за паспортними даними?

15.Що називається і як визначається коефіцієнт потужності АД

(cos 0 ) за даними досліду х.х.?

16.Назвіть приблизне значення cos 0 АД і поясніть низьке значення cos 0 АД на х.х..

17.Назвіть номінальні дані АД що приведено на заводській табличці, яка закріплена на корпусі АД.

ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ

1.Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с. (Глава 26, § 26.3).

2.Брускин Д.Э., Захарович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Часть 1. – М.: Высшая школа, 1978. – 319 с. (Глава 4, §

4.1; 4.2; 4.6).

3.Токарев Б.Ф. Электрические машины. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 624 с. (Глава 23, § 23.4)

4.Радин В.И., Брускин Д.Э., Захарович А.Е. Электрические машины. Асинхронные машины. – М.: Высшая школа, 1988. – 328 с. (Глава 3, § 3.4)

5.Гольдберг О.Д. Испытание электрических машин. – М.: Высшая школа, 1990. – 255 с. (Глава 8, § 8.2).

6.ГОСТ 7217-87. Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытания. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 54 с.

7.Андрианов В.Н. и др. Практикум по электрическим машинам и аппаратам. – М.: Колос, 1969. – 272 с. (Работа 6).

8.Назарьян Г.Н. Лабораторные работы по курсу Электрические машины. – Мелитополь: ТГАТА, 1999. – 146 с. (ЛБР № 7).

9.Конспект лекцій по курсу Електричні машини.

13

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

ДОСЛІД КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З КОРОТКОЗАМКНЕНИМ РОТОРОМ

Ціль роботи: Освоєння методики та придбання практичних навичок проведення досліду короткого замикання (к.з.) 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 к.з.

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 к.з. 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 № 2 встановленої форми з наведенням схеми досліду к.з. 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 к.з. АД вимірювальних приладів.

2.Провести пуск АД з к.з. ротором.

3.Провести дослід к.з. згідно типової методики і метою проведення досліду к.з. АД.

4.Опрацювати дослідні дані, провести аналіз і порівняльну оцінку енергетичних показників АД і величин що визначають властивості АД в режимі к.з.

5.Оформити Звіт по лабораторній роботі №2.

Дослід к.з. проводиться з метою:

1.Отримання характеристик к.з. АД.

2.Визначення параметрів к.з. двигуна.

3.Визначення потужності втрат к.з. АД при номінальному струмі.

14

4.Визначення початкового пускового струму і початкового пускового моменту к.з. АД.

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ДОСЛІДІВ

1. Пуск АД з к.з. ротором.

Розрізняють два способи пуску АД з к.з. ротором: прямий пуск і пуск на зниженій напрузі. При прямому пуску АД включається безпосередньо в мережу змінного струму на номінальну напругу. Пуск АД на зниженій напрузі, що виконується з метою зниження величини пускового струму, здійснюється через реактор, автотрансформатор або шляхом переключення обмоток статора двигуна з зірки на трикутник.

Прямий пуск АД при з’єднанні обмоток по схемі трикутник проводиться по схемі рисунку 1,а з допомогою автоматичного вимикача QF. При пуску АД по амперметру контролюється по відхиленню стрілки початкове значення пускового струму двигуна. Результати вимірювань заносяться до таблиці 1.

Пуск АД при зниженій напрузі проводиться аналогічно по схемі рисунку 1,б. При цьому напруга що підводиться до обмоток фаз статора в порівнянні з прямим пуском по схемі трикутник,

знижується в 3 разів. Данні вимірювання струмів заносяться до таблиці 1. Пуск АД з переключенням обмоток з зірки на трикутник (за схемою рисунку 1,в) забезпечує зменшення пускового струму практично в 3 рази. Такий спосіб пуску застосовується для пуску трифазних АД призначених для роботи при з’єднанні обмоток за схемою трикутник.

Таблиця 1 – Пускові струми АД

Спосіб і схема пуску АД

1.Прямий пуск АД по схемі

2.Пуск АД на зниженій напрузі по схемі Υ

	I	/
		П

, А

	I	//
		П

, А

	I	///
		П

, А

I	П	, А
I П =

I П =

к	і

В таблиці позначені:

I	/	,	I	//	, I П/// – значення пускових струмів при першому, другому
	П			П

та третьому пусках АД;

I П – середнє значення пускового струму;

15

кі – кратність пускового струму. Приведено в технічній

характеристиці АД.

При цьому

І

;к

І

1

/

І

//

І

///

І

П

(2.1)

П

3

П

П

П

і

І

Н

де

І

Н – номінальний струм статора при з’єднанні обмоток в

трикутник і роботі АД від мережі з номінальною напругою.

A

B

C

A

B

C

A

B

C

QF

QF

QF

U

UH

U

H

H

FU

FU

FU

A

A

A

Робота

C1 C2

C3

C1

C2

C3

C1 C2 C3

Р

C4

C5

C6

C4

C5 C6

C4

C5 C6

M

M

Пуск

а )

б )

M

в )

Рисунок 1 – Схеми пуску в хід АД з к.з. ротором:

а) – прямий пуск по схемі трикутник (Δ);

б) – пуск при зниженій напрузі за схемою зірка (Υ);

в) – пуск при перемиканні обмоток з зірки на трикутник.

16

2. Проведення досліду к.з. АД.

Дослід к.з. АД проводиться по схемі рисунку 2. Методика проведення досліду к.з. полягає в наступному. На обмотку статора АД подається значно знижена напруга, яка в досліді змінюється таким чином, щоб струм к.з. знаходився в межах (0,2…1,2)І1н . При цьому ротор АД загальмований, тобто нерухомий. В досліді к.з. проводяться вимірювання по трьом фазним обмоткам статора

напруги к.з. (U1к), струмів к.з. (І1к) та потужності к.з. (Р1к). Знімаються 5…6 точок. Обов’язково виконується дослід к.з. при

струмі к.з., що дорівнює номінальному струму АД (Ік=Ін). результати вимірювань та розрахунків заносяться до таблиці 2.

Таблиця 2 – Дані досліду к.з.

№досліду

1

6

UкА UкВ UкС U1к IкА IкВ IкС I1к РкА РкВ РкС Р1к cos к

В В В В А А А А Вт Вт Вт Вт в.о.

В таблиці позначено:

U1к, I1к – середнє значення фазної напруги і струму короткого замикання АД;

Р1к – сумарна потужність короткого замикання АД;

cos к – розрахункове значення коефіцієнту потужності к.з. АД. При цьому:

U

1

U

U

U

;

I

1

I

I

I

;

к

3

кA

кB

кC

к

3

кA

кB

кC

(2.2)

Р

Р

Р

Р

Р

;

соs

к

1к .

1к

кА

кВ

кС

3U

I

1к

1к

Обробка дослідних даних Обробка даних досліду к.з.

1. Пуск АД при з’єднанні обмоток за схемами трикутник та

зірка.

За даними дослідів (таблиця 1) визначаються:

17

1) Кратність пускових струмів:

-при пуску за схемою Δ,

-при пуску за схемою Υ,

2) Відношення пускових струмів

кі кі

ІП

ІП

І
П
І	;
н

ІП

Ін

.

де Ін - номінальний струм АД при схемою трикутник і Uн мережі.

з’єднанні обмоток за

~3,50 Гц , 220

AМQF1	FU	ІР	QF2 A ВК			C1
			A	a		n=0
BМ			B		C2	M
			B	b
CМ			C C	c
						C3

Рисунок 2 – Електрична схема досліду короткого замикання АД з к.з. ротором.

Pк Iк cosφк

cosφк Pк

Iк

Iк=Iн	а

U1к

0

Uк/

Uк

Рисунок 3 – Характеристика короткого замикання трифазного АД з к.з. ротором.

18

На основі отриманих даних зробити висновок, чому дорівнюються кратності пускових струмів при включенні обмоток

		І
	за схемами Υ та Δ, а також по відношенню струмів		– у скільки
		І

разів знижується пусковий струм АД при пуску АД з переключенням обмоток з Υ на і пояснити з якої причини.

2.Обробка даних досліду к.з.

1.Побудова характеристик к.з.(х.к.з.)

Характеристиками к.з. АД називаються графічні залежності

I	к	,P ,cos	к
		к

f (U1к

)

, при n=0.

Характеристики к.з. будують по дослідним даним, приведеним в таблиці 2. Приблизний вид характеристик х.х. АД з к.з. ротором представлені на рисунку 3. Необхідно вміти пояснити вид характеристик к.з. АД.

2 Визначення параметрів к.з. АД

Параметрами к.з. трансформатора називаються активний

індуктивний X к та повний опір Z к к.з. АД. При цьому

Rк

,

Z			Uкф		;	R		P		;
	к							к
			I			к		3I	2
				1н					н

XZ 2 R2

кк к

(2.3)

Параметри к.з. можуть бути розраховані за дослідними даними, що наведені в таблиці 2 з використанням значень Р1к і Uкф

при І1к=І1н.

Номінальний струм по паспортним даним трифазного АД визначається по рівнянню:

Iн			Р 103
			н	,	(2.4)
			Uн н соs н
3

3 Визначення потужності втрат к.з. А.Д.

Потужність втрат к.з. Ркн при І1к=І1н визначається безпосередньо з досліду к.з. по даним таблиці 1.

19

При цьому

Р	Р	Р
кн	е1	е2

Рмг

Рд

,

(2.5)

де

Ре1

- електричні втрати в обмотці статора АД при

номінальному струмі;Ре2 - електричні втрати в обмотці к.з. ротора при

номінальному струмі;

Рмг

- магнітні втрати на гістерезис і віхрьові струми в

осерді статора і ротора АД при напрузі U1к, при якій І1к=І1н;

Рд

к.з.

- додаткові втрати від полів вищих гармонік в режимі

4 Визначення значень початкового пускового струму і початкового пускового моменту АД

Пусковий струм Іп при номінальній напрузі згідно [6] може бути визначений з використанням характеристик струму к.з. І1к=f(U1к). З цією метою проводиться дотична до кривої струму в точці «а» з координатою Ік=Ін до перетинання з віссю абсцис в точці U/к , як це показано на рисунку 3. При цьому початковий пусковий струм Іп АД рівний струму к.з. при номінальній напрузі Ікн визначається рівнянням [6]

	І		І			U
		п		кн		U

н к

U

U

/ к

/ к

Ік

,

(2.6)

де Ік, Uк – відповідно струм і напруга в точці «а» кривої на рисунку 3;

Uн – номінальна напруга двигуна;

U/к – напруга, відповідна відрізку, що відсікається на вісі абсцис (вісь U1к) дотичною до кривої Ік=f(Uк).

Початковий пусковий момент АД при номінальній напрузі

визначається по рівнянню
			2
		Ікн
М П				М к ,	(2.7)
		Ік

де Ікн - використовується результат розрахунку по (1.6);

20