5.І.4. Дослідження енергетичної ефективності ад 4аа80аку3

Енергетична ефективність електропривода визначається втратами потужності або значенням ККД. Математична модель залежності ККД від втрат і навантаження має вигляд рівняння (7.10) з [1]

_(4.1)

де –коефіцієнт втрат;

–коефіцієнт навантаження. _{Виконаємо необхідні розрахунки}

Запишемо (2.12) у аналітичному вираженні

Запишемо у вигляді формули EXCEL:

Введемо цю формулу у комірку В1 та рядок формул. У комірки А1- А11 вводимо значення x від 0 до 2,0 з інтервалом 0,2, створюємо таблицю і діаграму та імпортуємо їх у звіт.

0
0,2	0,699482
0,4	0,783745
0,6	0,798817
0,8	0,793534
1	0,780347
1,2	0,763791
1,4	0,745856
1,6	0,727518
1,8	0,709282
2	0,691421

Рис.1.5. Таблиця і діаграма залежності ККД від навантаження

Висновки: З номінальним значенням ККД 0,78 двигун працює при навантаженні від 0,4 до 1,0 номінального. При навантаженні меншому 0,4 номінального робота двигуна є неефективною, а при навантаженні, більшому номінального, неефективною і такою, що призводить до швидкого зношування. З максимальним ККД 0,8 двигун працює при навантаженні 0,6 – 0,8 від номінального.

Етап ІІ. Побудова ПМХ за результатами експериментального дослідження АД

ІІ.1. Опис схеми лабораторного стенда.

Лабораторний стенд складається з об’єкта дослідження і комплекта вимірювальних приладів, з’єднаних між собою за схемою, зображеною на рис.1. Об'єктом дослідження є асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором (АД-К) типу 4АА80А4КУ3, навантажений генератором Г221. Технічні дані електродвигуна наведені у попередній лабораторній роботі. Потужність генератора 0, 48 кВт при частоті обертання 1000 об/хв., напрузі 12 В і струмі 40 А. Для збудження генератора служить випрямляч , струм збудження регулюють реостатом. Амперметри рА₁ і рА₂ використовують для контролю струмів у фазах А і С. Вольтметри рV₁ і рV₂ – для контролю і вимірювання міжфазних напруг і. Активну потужність, споживану АД, вимірюють методом двох ватметрів. Для цього використовують ватметр, струмова обмотка якого ввімкнена у розтин фази А, а обмотка напруги за допомогою перемикачаможе бути ввімкнена між фазами АВ або АС. Струм навантаження генератора регулюють реостатом, а напругу генератора вимірюють вольтметром рV₃. Для вимірювання струму навантаження використовують лабораторний амперметр на 10 А з зовнішнім шунтом, який на схемі не показано.

Частоту обертання ротора АД обчислюють за результатами вимірювання частоти струму генератора. Частота струму синхронного генератора

(2.1)

Якщо відомо, то . Частоту струму генератора вимірюємо за фігурою Ліссажу. Для того на вхід Y осцилографа С1-73 подаємо сигнал напруги з генератора Г221, а на вхід X сигнал напруги з генератора низької частоти ГНЧ. Зміною частоти сигнала ГНЧ встановлюємо чітке зображення фігури (еліпса або вісімки) на екрані осцилографа. За частотою сигналу ГНЧ визначаємо частоту струму генератора Г221.

ІІ.2. Проведення дослідів.

Встановити стенд у вихідний стан: трифазні вимикачі напруги в положенні "викл." Трифазна вилка в розетку не вставлена. Реостат навантаження до затискачів 5-6 не

приєднаний, реостат збудження – приєднаний до затискачів 1-2. ПеремикачіS1 i S2 - в положенні 1. З дозволу викладача вставити трифазну вилку у розетку, вимикачі напруги встановити в положення "вкл." Двигун буде працювати в режимі холостого ходу. Реостатом встановити на вольтметрірV3 напругу 12 В. Регулюванням генератора ГНЧ встановити на осцилографі чітке зображення фігури Ліссажу. Записати покази всіх приладів у таблицю 1.1 в рядок 0. Далі реостатом встановити струм навантаження 2А і записати покази приладів у рядок 1. Аналогічно виконати наступні досліди, обчислити значення частот обертання і відповідні їм значення ковзань при номінальному моменті навантаження і нанести точки на графік природної механічної характеристики, побудованої за моделлю. Оцінити відхилення експериментальної характеристики від теоретичної.

Виконати за результатами дослідів обчислення ККД двигуна і нанести точки на графік залежності ККД від навантаження, побудований за формулою (4.1). Оцінити відхилення експериментальних точок від теоретичних і зробити висновки про їх причини.

При живленні АД від індукційного регулятора напруги виконати аналогічні досліди при напрузі, зменшеній на 10% від номінальної і збільшеній на 10 % від номінальної.

Рис.1. Схема електрична принципова лабораторного стенду

№ з/п						*
0						0
1						2
2						5
3						10
4						20

* Амперметр на схемі непоказано. Його потрібно ввімкнути послідовно в коло реостата .

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. В. Я. Решетник Основи автоматизованого электропривода [Текст]/- Тернополь.: Вид. ТНТУ ім. Івана Пулюя, 2009- 116 с.

2. Ильинский Н.Ф. Энергосбережение в электроприводе [Текст]/ Н.Ф. Ильинский, Ю.В. Рожанковский, – М.: Высшая школа, 1989. – 127 с.

3. Справочник по электрическим машинам: в 2 т./ Под общ. ред..

И.П. Копы лова и Б. К. Клокова. Т. І. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.

4. В.Л.Лихачев. Электротехника: Справочник, Том 2 – М.: изд.Солон-Р.2002.

Додаток 1. Технічні дані електродвигунів постійного струму серії 2 ПН

№ за п.	Тип двигуна	Потужність, кВт	Частота обертання об/хв.		ККД %	Опір обмотки при 15 ^0С, Ом			Момент інерції якоря, кг м^2
			номін.	максим.		- якоря	- дод. полюсів	збудження
1	2ПН90МУХЛ4	1,0	3000	4000	72,5	2,52	1,47	365	0,004
2	2ПН90LУХЛ4	1,3	3150	4000	78	1,3	0,93	340	0,005
3	2ПН100МУХЛ4	1,2	2200	4000	76,5	1,79	0,93	359	0,011
4	2ПН100МГУХЛ4	2,0	3000	4000	79	0,80	0,57	265	0,011
5	2ПН100LУХЛ4	1,1	1500	4300	74	2,20	1.57	295	0,012
6	2ПН100LГУХЛ4	1,7	2200	4000	78	1,17	0,85	295	0,012
7	2ПН100LГУХЛ4	2,2	3150	4000	81	0,52	0,51	295	0,012
8	2ПН112МУХЛ4	1,5	1500	4000	70	1.77	1,55	181	0,015
9	2ПН112МГУХЛ4	2,5	2200	4000	76	0.79	0,68	156	0,015
10	2ПН112МГУХЛ4	3,6	3000	4000	79	0,42	0,36	129	0,015
11	2ПН112LУХЛ4	2,2	1500	4000	75	0,97	0,85	168	0,018
12	2ПН112LГУХЛ4	3,4	2200	4000	78	0,41	0,41	125	0,018
13	2ПН112LГУХЛ4	5,3	3000	4000	80	0,24	0,195	96,3	0,018
14	2ПН132МУХЛ4	1,6	750	2500	68,5	1,88	1,39	134	0,038
15	2ПН132МГУХЛ4	2,5	1000	3000	73,5	1,08	0,76	134	0,038
16	2ПН132МГУХЛ4	4,0	1500	4000	79	0,56	0,34	134	0,038
17	2ПН132МГУХЛ4	7,0	2240	4000	83	0,23	0,17	111	0,038
18	2ПН132МГУХЛ4	10,5	3000	4000	84	0,14	0,09	111	0,038
19	2ПН132LУХЛ4	1,9	750	2500	72	1.28	1,0	138	0,048
20	2ПН132LГУХЛ4	3,0	1000	4000	75,5	3,38	2,16	138	0,048
21	2ПН132LГУХЛ4	5,5	1500	4000	80,5	0,32	0,27	101	0,048
22	2ПН132LГУХЛ4	8,5	2240	4000	84	0,17	0,12	89	0,048
23	2ПН132LГУХЛ4	14	3150	4000	86	0,08	0,07	76	0,048
24	2ПН160МУХЛ4	3,0	750	3000	75,5	0,14	0,135	128	0,083
25	2ПН160МГУХЛ4	4,5	1000	3000	79,5	0,41	0,30	108	0,083
26	2ПН160МГУХЛ4	7,5	1500	4000	83	0,18	0,135	82	0,083
27	2ПН160МГУХЛ4	13	2240	4000	85,5	0,08	0,06	61,5	0,083
28	2ПН160МГУХЛ4	18	3150	4000	87	0,04	0,02	53,1	0,083

Додаток 2. Технічні дані асинхронних короткозамкнених двигунів серії 4А

№ за пор.	Типорозмір	, кВт	%		I1, A	sн	, Ом	R1, Ом	x1 Ом	Ом	Ом				J кгм^2
1	4А71В2У3	1,1	77,5	0,87	2,5	0,063	249	11,6	4,81	6,41	7,48	2,2	2.0	0,39	0,0011
2	4А80A2У3	1,5	81,0	0,85	3,3	0,042	167	5,60	3,40	3,27	5,40	2,6	2,1	0,355	0,0018
3	4А80В2У3	2,2	83,0	0,87	4,6	0,043	129	3,62	2,38	2,34	4,15	2,6	2,1	0,380	0,0021
4	4А90L2У3	3,0	84,5	0,88	6,1	0,043	122	2,59	2,05	1,69	3,60	2,2	2,1	0,325	0,0035
5	4А100L2У3	4,0	86,5	0,89	7,9	0,033	95	1,51	1,54	1,01	2,77	2,5	2,0	0,280	0,0059
6	4А100L2У3	5,5	87,5	0,91	10,5	0,034	79,9	1,05	1,14	0,757	2,31	2,5	2,0	0,290	0,0075
7	4А112M2У3	7,5	87,5	0,88	14,8	0,025	55,2	0,686	0,865	0,417	2,09	2,8	2,0	0,170	0,0100
8	4А132M2У3	11,6	88	0,90	21,0	0,023	43,9	0,418	0,638	0,261	1,25	2,8	1,7	0,190	0,023
9	4А160S2У3	15,0	88	0,91	28,4	0,021	31,0	0,403	0,713	0,171	0,93	2,2	1,4	0,120	0,048
10	4А160M2У3	18,5	88,5	0,92	34,4	0,021	28,8	0,313	0,588	0,141	0,767	2,2	1,4	0,125	0,053
11	4А180S2У3	22,0	88,5	0,91	41,4	0,019	19,1	0,207	0,483	0,106	0,585	2,5	1,4	0,125	0,070
12	4А180M2У3	30,0	90,5	0,90	55,8	0,018	15,0	0,118	0,288	0,071	0,434	2,5	1,4	0,125	0,085
13	4А200M2У3	37,0	90	0,89	70,0	0,019	12,9	0,091	0,295	0,066	0,377	2,5	1,4	0,115	0,150
14*	4А200L2У3	45,0	91	0,90	83,3	0,018	12,95	0,071	0,233	0,053	0,344	2,5	1,4	0,115	0,170
15	4А80A4У3	1,1	75	0,81	2,74	0,054	136	9,62	6,25	5,45	9,62	2,2	2,0	0,340	0,0032
16	4А80B4У3	1,5	77	0,83	3,56	0,058	118	7,42	4,82	4,26	7,42	2,2	2,0	0,345	0,0033
17	4А90L4У3	2,2	80	0,83	5,0	0,051	92	4,29	3,33	2,63	5,70	2,4	2,1	0,330	0,0056
18	4А100S4У3	3,0	82	0,83	6,68	0,044	72,5	2,57	2,60	1,75	4,28	2,4	2,0	0,310	0,0087
19	4А100L4У3	4,0	84	0,84	8,60	0,046	61,5	1,72	2,02	1,36	3,59	2,4	2,0	0,315	0,011
20	4А112M4У3	5,5	85,5	0,85	11,5	0,036	53,7	1,23	1,50	0,787	2,49	2,2	2,0	0,250	0,017
21	4А132S4У3	7,5	87,5	0,86	15,1	0,029	43,7	0,699	1,24	0,481	1,89	3,0	2,2	0,195	0,028
22	4А132M42У3	11,0	87,5	0,87	21,9	0,028	32,1	0,432	0,854	0,321	1,31	3,0	2,2	0,195	0,040
23	4А160S4У3	15,0	88,5	0,88	29,2	0,023	30,2	0,354	0,648	0,188	0,98	2,3	1,4	0,160	0,10
24	4А160M4У3	18,5	89,5	0,88	35,6	0,022	26,6	0,260	0,525	0,148	0,803	2,3	1,4	0,160	0,13

*З 1-го по 14-й – синхронна частота 3000 об/хв.; з 15-го по 24 – й синхронна частота 1500 об/хв.; фазна напруга у всіх – 220 В; 4А – серія АД; 71 – 200 – висота осі обертання; А – станина і щити з алюмінію; S, L, M – розмір за довжиною; 2; 4; 6; 8; 10; 12 – число полюсів; У3 – кліматичні умови експлуатації.

Додаток 3

ЗВІТ

з виконання лабораторної робіти №1