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

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО РОБОТИ

1.Привести і пояснити енергетичну діаграму активної потужності АД.

2.Які види втрат виникають при роботі АД? Де вони виникають і їх фізичний смисл?

3.Що розуміють під ковзанням АД? Приблизна величина ковзання АД при номінальному навантаженні.

4.Які втрати в АД відносять до постійних втрат? Які втрати в АД відносять до змінних втрат?

5.Які втрати в АД і як можна визначити по дослідній характеристиці холостого ходу АД?

6.Які втрати в АД і як можна визначити по даним досліду безпосереднього навантаження АД?

7.Поясніть методику проведення досліду безпосереднього навантаження АД.

8.Як дослідним шляхом визначається корисна потужність на валу АД?

9.Яку потужність АД називають корисною потужністю на валу АД?

10.Що представляє собою електромагнітна потужність АД? Як ця потужність визначається дослідним шляхом?

11.Як визначаються втрати потужності в обмотці статора АД по дослідним даним при розрахунковій температурі?

12.Як визначаються електричні витрати в к.з. обмотці ротора АД по дослідним даним?

13.Як по дослідним даним визначаються додаткові втрати в АД?

14.Що називається ККД АД? Як визначається ККД АД по методу окремих втрат?

15.Приведіть та поясніть вид графіка ККД АД.

16.При якій умові ККД АД досягає максимального значення?

17.При якому приблизно завантаженні АД і з якої причини, ККД буде максимальним?

18.Як визначаються сумарні втрати в АД по паспортним даним при номінальному навантаженні?

19.Що називається коефіцієнтом завантаження АД?

ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ

1.Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1978. – 832

с. (Глава 24, 25).

2.Брускин Д.Э., Захарович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Часть 1. – М.: Высшая школа, 1978. – 319 с. (Глава 4, § 4.9).

41

3.Токарев Б.Ф. Электрические машины. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 624 с. (Глава 23, § 23.1).

4.Радин В.И., Брускин Д.Э., Захарович А.Е. Электрические машины. Асинхронные машины. – М.: Высшая школа, 1988. – 328 с. (Глава 4, § 4.5 и 4.6).

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

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

7.Конспект лекцій по курсу Електричні машини.

42

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

ВИПРОБУВАННЯ ТРИФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ПРИ ЖИВЛЕННІ ВІД ОДНОФАЗНОЇ МЕРЕЖІ

Ціль роботи: Ознайомлення зі схемами включення, енергетичними показниками і робочими властивостями трифазного АД при його живленні від однофазної мережі.

ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ ДО РОБОТИ

1.Проробити по рекомендованій літературі [1-4] теоретичний і практичний матеріал, що стосується принципу створення обертального магнітного поля в машинах змінного струму, способів та схем включення і робочих властивостей трифазних АД при живленні від однофазної мережі.

2.По даному Посібнику а також іншій учбовій літературі [5,6] детально ознайомитися зі схемами включення і методикою зняття робочих характеристик трифазного АД при живленні від однофазної мережі змінного струму.

3.Відповісти на контрольні питання до даної лабораторної роботи.

4.Підготувати бланк звіту по лабораторній роботі №5

встановленої форми з наведенням електричних схем випробування АД і таблиць для запису дослідних та розрахункових даних.

ПРОГРАМА РОБОТИ

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

2. Зняти робочі характеристики трифазного АД з к.з. ротором при його включенні в однофазну мережу:

-по конденсаторній схемі;

-по схемі з пусковою обмоткою.

3. По даним дослідів побудувати робочі характеристики АД при двох схемах включення. Провести аналіз характеристик і порівняльну оцінку основних енергетичних показників (ηн, соsφн, Рн, Мн) трифазного АД при живленні від однофазної мережі 4. Оформити Звіт по лабораторній роботі №5.

43

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДУ

1. Зняття робочих характеристик АД при включенні по конденсаторній схемі.

Робочі характеристики трифазного АД з к.з. ротором представляють собою графічні залежності потужності що споживається (Р1), струму статору (І1), частоти обертання (n), обертального електромагнітного моменту (М), корисного моменту (М2), коефіцієнту корисної дії (η), коефіцієнту потужності (соsφ1) і ковзання (s) від корисної потужності на валу двигуна (Р2) при номінальній напрузі, що підводиться до обмотки статора (U1н) і номінальній частоті струму живлячої мережі (fн), тобто

Р1, І1, n, М, М2, η, соsφ1 та s = f(Р2),

при U1н = соnst і fн= соnst.

Зняття робочих характеристик АД проводиться по методу безпосереднього навантаження на валу двигуна за схемою рисунку 1,а. В якості навантажувального пристрою для АД в лабораторних умовах використовується генератор постійного струму (ГПС) незалежного збудження, вал якого механічно зв’язаний з валом досліджуваного АД.

Дослід проводиться за електричною схемою рисунку 1,а при відключенні після пуску двигуна пускової ємності Сп. Робочі характеристики знімаються в наступній послідовності. Після пуску АД і відключення пускової ємності Сп записуються показання вимірювальних приладів в режимі холостого ходу, тобто без навантаження на валу АД. Після цього навантажувальний ГПС збуджується і встановлюється напруга на затисках генератора Uг=Uн і за допомогою навантажувального рідинного реостата плавно навантажують ГПС і контролюють навантаження АД по величині струму статора. В досліді навантаження, струм навантаження асинхронного двигуна змінювався в межах від І1=І10 до І1=(1,1…1,2)І1н. При цьому напруга на затисках АД підтримується U1=соnst і струм збудження ГПС Ізб=соnst. Рекомендується знімати 5…6 точок. Обов’язково проводиться дослід при номінальному струмі навантаження АД І1=І1н.

44

~3, 50 Гц, 220 В A B C

QF1

ІР

QF2

А	В	С	ВК
а	в	с

C2

CP C3

C1

CП В

M а )

=220 В		~3, 50	Гц, 220 В
+	-	A	B C
			QF1
	QF3

Rрзб

Aзб

H1 H2

Я1 G Я2

Aг

Vг

QF4

Rнв

ІР

QF2

А	В	С	ВК
а	в	с

C2

	Р
	П
	CП В
C1	C3
	M

б )

Рисунок 1 – Принципіальна електрична схема дослідження трифазного АД при живленні від однофазної мережі.

а) – включення АД по конденсаторній схемі; б) – включення АД за схемою з пусковою обмоткою.

45

Результати вимірювань і розрахунків заносяться до таблиці 1. Таблиця 1 – Данні досліду навантаження при включенні АД

по конденсаторній схемі

досліду

Дослідні дані

Розрахункові дані

U1

І1

Р1

n

Uг

Іг

Рг

ηг

Р2

Ω

М2

М

ηд

cоsφ1

№

В

А

Вт

об/хв

В

А

Вт

в.о.

Вт

рад/с

Н.м

Н.м

%

в.о.

1

…

6

2. Зняття робочих характеристик АД при включенні АД по схемі з пусковою обмоткою

Випробування АД проводиться за електричною схемою рисунку 1,б при відключеній після пуску пускової обмотки (П) і пускового конденсатора Сп. Методика зняття робочих характеристик аналогічна описаній в п.1. Результати вимірювань та розрахунків заносяться до таблиці 2.

Таблиця 2 –Данні досліду навантаження при включенні АД схемі з пусковою обмоткою

досліду

Дослідні дані

Розрахункові дані

U1

І1

Р1

n

Uг

Іг

Рг

ηг

Р2

Ω

М2

М

ηд

cоsφ1

№

В

А

Вт

об/хв

В

А

Вт

в.о.

Вт

рад/с

Н.м

Н.м

%

в.о.

1

…

6

ОБРОБКА ДОСЛІДНИХ ДАНИХ

Необхідні розрахунки виконуються по наступним формулам. Корисна потужність ГПС

де

Uг

Рг Uг Іг ,

(5.1)

– напруга на затисках генератора;

Іг

– струм навантаження генератора.

Корисна потужність на валу АД
Р		Рг	,	(5.2)
2	г

46

	г

f

деIг

ηг

/

І

– ККД ГПС. Визначається по торировочному графіку гн для різних значень відносного струму завантаження

ГПС. Торировочний графік наведено в ЛБР №4. ККД двигуна

				Р	100.
		д		2
				Р
				1

Корисний момент на валу двигуна

М			Р	,		n	,
	2		2
						30

де Ω – кутова швидкість обертання АД, рад/с. Момент холостого ходу АД

(5.3)

(5.4)

	М			Р	,
		0		0
				0

(5.5)

де Р0, Ω0 – потужність та кутова швидкість х.х. АД. Береться з таблиць дослідних даних при відсутності навантаження на валу АД.

Обертальний електромагнітний момент АД

M М	0	M	.
		2

Коефіцієнт потужності двигуна

(5.6)

cos			P		,
				1
1		U		I
			1		1

(5.7)

де U1 – напруга, що підводиться до обмотки статора АД; І1 – струм статора АД.

Номінальне ковзання АД

s			n	n
	н		1	н 100,
				n
				1

де n1 – частота обертання магнітного поля статора АД; n – номінальна частота обертання ротора АД;

При цьому

n1 60 f1 , p

де f1 – частота живлячої мережі, Гц;

р – число пар полюсів АД. Число пар полюсів дорівнює

(5.8)

(5.9)

2р.

47

Робоча ємність в схемах на рисунках 1 і 2

			2800	І
	С	р		1н	,
				U
				1н

де І1н – номінальний струм статора АД;

U1 – номінальна напруга живлячої мережі. Пускова ємність

С	( 2...3 )С	р	.
п

(5.10)

(5.11)

По дослідним та розрахунковим даним наведеним в таблицях 1 і 2 на окремих рисунках слід побудувати робочі характеристики АД при включенні в однофазну мережу по конденсаторній схемі і схемі з пусковою обмоткою і пусковою ємністю. Приблизний вид робочих характеристик АД представлено на рисунку ЛБР4.

При побудові характеристик особливу увагу приділяють вибору масштабів на осях ординат всіх величин Р1, І1, n, М, М2, η, соsφ1 , s та по вісі абсцис (Р2), з тим щоб робочі характеристики АД мали звичайний вигляд, як це показано на рисунку в ЛБР4. при цьому для зручності порівняльної оцінки енергетичних та інших показників трифазного АД при живленні від однофазної мережі по двом схемам, масштаби одних і тих же величин по осям координат робочих характеристик, слід обирати однаковими.

ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

В звіті по лабораторній роботі №5, що оформлюється на спеціальному бланку, повинно бути представлено:

1.Електричні схеми дослідів при включенні трифазного АД в однофазну мережу, що наведені на рисунку 1,а і 1,б.

2.Дослідні та розрахункові дані отримані в дослідах в вигляді таблиць 1 та 2.

3.Формули для розрахункового визначення величин (5.1) – (5.9).

4.Робочі характеристики АД при двох схемах включення трифазного АД в однофазну мережу живлення.

5.Висновки по ЛБР №5, в яких необхідно привести відсотковий

вміст номінальних значень ηн, соsφн, Рн, Мн, та sн трифазного АД при включенні в однофазну мережу по конденсаторній схемі і схемі з пусковою обмоткою в порівнянні з паспортними номінальними даними дослідного АД.

6.Технічну характеристику дослідного АД та іншого обладнання та приладів, що використовувались в дослідах

48

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО РОБОТИ

1.В чому складається принцип утворення обертального магнітного поля в машинах змінного струму?

2.Як забезпечується утворення обертального магнітного поля статора і початкового пускового моменту в трифазних АД при його живленні від однофазної мережі?

3.Як включається трифазний АД в однофазну мережу по схемі з пусковою обмоткою?

4.Як включається трифазний АД в однофазну мережу по конденсаторній схемі?

5.Чи буде працювати трифазний АД, якщо відбудеться обрив однієї з фаз, тобто в неповнофазному режимі?

6.З якою метою при включенні трифазного АД в однофазну мережу використовують дві ємності – пускову та робочу?

7.Поясніть послідовність пуску трифазного АД при включенні в однофазну мережу по конденсаторній схемі.

8.Поясніть послідовність пуску трифазного АД при включенні в однофазну мережу по схемі з пусковою обмоткою.

9.Які графічні залежності називають робочими

характеристиками АД?

10.Поясніть методику зняття робочих характеристик трифазного АД при його живленні від однофазної мережі?

11.Назвіть приблизні енергетичні співвідношення (Рн, Мн, ηн та

соsφн)

12.Як змінити напрямок обертання трифазного АД при живленні від однофазної мережі?

ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ

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

4.22).

2.Токарев Б.Ф. Электрические машины. – М.: Энергоатомиздат,

1990. – 624 с. (Глава 29, § 29.4, 29.5).

3.Андрианов В.Н. Электрические машины и аппараты. – М.:

Колос, 1971. – 448 с. (Глава 28, § 8).

4.Торопцев Н.Д. Трехфазный асинхронный двигатель в схеме однофазного включения с конденсатором. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 95 с.

49

5.Андрианов В.Н. и др. Практикум по электрическим машинам и аппаратам. – М.: Колос, 1969. – 272 с. (Работа 10).

6.Назарьян Г.Н. Лабораторные работы по курсу Электрические машины. – Мелитополь: ТГАТА, 1999. – 146 с. (ЛБР № 11).

7.Конспект лекцій по курсу Електричні машини.

50