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

Лаба 4 Снабжение

.docx
Скачиваний:
85
Добавлен:
02.04.2019
Размер:
109.32 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Направление −13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА РАБОТУ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Выполнил:

студент гр. 5А6А

___________________

(подпись)

Абдуллаев Б.С.

Проверил:

преподаватель,

ассистент (ОЭЭ, ИШЭ)

___________________

(подпись)

___________________

(дата)

Шаненкова Ю.Л.

Томск – 2019

Цель работы: исследование влияния отклонений напряжения на выводах асинхронного двигателя от номинального значения на потери мощности в двигателе, изменение cos и скорости вращения двигателя при различных его нагрузках.

Исследуемый двигатель

В качестве исследуемого двигателя в работе используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа А-32-4 со следующими паспортными данными: Рн = 1 кВт; Uн = 380 В (при соединении обмотки статора в «звезду»); Iн = 2,4 А; nн = 1450 об/мин; дв = 78,5 %; cos = 0,79.

Данные холостого хода исследуемого двигателя даны в табл. 1. Активное сопротивление одной фазы статора r1 = 0,4 Ом.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из стенда, исследуемого двигателя, тахогенератора, генератора постоянного тока, потенциал-регулятора и мнемосхемы стенда. Принципиальная схема лабораторной установки приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Принципиальная схема лабораторной установки

На передней панели стенда размещены следующие приборы:

  1. амперметр А для измерения тока в цепи статора исследуемого двигателя;

  2. ваттметр kW для измерения потребляемой мощности двигателя из сети;

  3. вольтметр V для измерения подводимого напряжения к зажимам двигателя;

  4. тахогенератор n для контроля числа оборотов двигателя.

Кроме приборов контроля на панели стенда расположены:

1) автомат QF подачи напряжения на стенд и включения потенциал-регулятора;

2) магнитный пускатель КМ с кнопочной станцией для запуска исследуемого двигателя;

3) потенциал-регулятор;

4) схема переменой нагрузки R1 – R3 и кнопочные станции «П» и «С» управления нагрузкой (50 %, 75 %, 100 %) генератора постоянного тока (нагрузочная машина).

Таблица 1 – Опытные и расчетные данные

№ измер.

Опытные данные

Расчетные данные

U1

(В)

I1

(А)

Рпотреб

(Вт)

n

(об/мин.)

cos

(отн.ед.)

P

(Вт)

Кз= 100%

1

400

1,9

920

1375

0,699

91,315

2

380

1,9

900

1350

0,720

92,856

3

360

1,9

850

1350

0,717

93,745

Кз= 0,7

1

400

1,7

720

1375

0,611

74,562

2

380

1,6

700

1375

0,665

75,645

3

360

1,6

680

1370

0,682

77,998

Продолжение таблицы 1

Кз= 0,5

1

400

1,6

600

1400

0,541

73,541

2

380

1,5

560

1400

0,561

74,548

3

360

1,4

500

1375

0,573

75,023

ХХ

1

400

1,3

200

1400

0,222

90,456

2

380

1,2

160

1400

0,203

91,562

3

360

1,1

150

1400

0,219

92,357

Опрокидывание

1

340

1,95

850

1350

0,740

94,486

2

320

2

850

1350

0,767

95,759

3

300

2,1

850

1325

0,779

96,854

4

280

2,2

850

1325

0,797

97,896

5

260

2,5

900

1300

0,799

98,159

6

250

Расчет потерь.

В свою очередь

Р1 = ЗI1r1,

где I1 – ток статора; r1– сопротивление обмотки статора.

Рст = Р0 – (Р10 + Рмех – Рдоп),

где Р10 – потери мощности в статорной обмотке при холостом ходе.

где I0 – ток в обмотке статора при холостом ходе.

В практических расчетах допускается принимать:

Рдоп = 0,005Рн;

Рмех = 0,01Рн.

где I– номинальный ток статора исследуемого двигателя при Uн; – номинальный коэффициент мощности асинхронного двигателя при Uн и I (I и – каталожные данные).

Находится значение приведенного тока ротора

Величина приведенного активного сопротивления обмотки ротора определяется по формуле

где – коэффициент, учитывающий соотношение сопротивлений цепи статора под нагрузкой и при холостом ходе; Iк– ток короткого замыкания двигателя; Рмех = 0,01Рн; – номинальное скольжение двигателя; – синхронная скорость вращения асинхронного двигателя; – номинальная скорость двигателя.

По найденным значениям определяются потери в меди ротора Р2 и потери в меди статора Р1 по формуле

По данным опыта х.х. определяются потери в статорной обмотке при холостом ходе

Потери в стали находятся из выражения

Рст= Р0 – (Р10 + Рmax + Рдоп),

где Рдоп = 0,005 Рн.

Потери механические и дополнительные принимаются неизменными и равными

Рмех + Рдоп = 0,015Рн.

Рисунок 2 –график при нагрузке 100%

Рисунок 3 –график при нагрузке 70%

Рисунок 4 –график при нагрузке 50%

Рисунок 5 –график при нагрузке 100%

Рисунок 6 –график при нагрузке 70%

Рисунок 7 –график при нагрузке 50%

Рисунок 8 –график при нагрузке 100%

Рисунок 9 –график при нагрузке 70%

Рисунок 10 –график при нагрузке 50%

Кривые изменения скорости двигателя от напряжения сети до момента «опрокидывания»,

Рисунок 11 –график при нагрузке 100%

Рисунок 12 –график при нагрузке 70%

Рисунок 13 –график при нагрузке 50%

Кривые изменения коэффициента мощности двигателя от изменения напряжения и нагрузки

Рисунок 14 –график при нагрузке 100%

Рисунок 15 –график при нагрузке 70%

Рисунок 16 –график при нагрузке 50%

С уменьшением напряжения двигателя растет ток статора, и увеличиваются потери, а полезная мощность снижается. Если допустить продолжительную работу в этом режиме, весьма вероятен перегрев обмоток и выход двигателя из строя.

С уменьшением напряжения при 75%-ной загрузке мы наблюдаем абсолютно ту же ситуацию, что описывали ранее, за тем лишь исключением, что падение полезной нагрузке значительно ниже, так как двигатель не загружен на номинальную нагрузку.

С уменьшением напряжения при 50%-ной нагрузке мы наблюдаем ситуацию идентичную той что мы описывали для 75%-ной нагрузке двигателя.

С уменьшением напряжения мы наблюдаем постепенное снижение оборотов двигателя, однако, как только двигатель достигает опрокидывания мы наблюдаем резкое уменьшение количества оборотов.

С уменьшением напряжения можно заметить, что коэффициент мощности увеличивается, это происходит из-за того, что при снижении напряжения на зажимах двигателя растет его потребление реактивной мощности, эта мощность идет на потери в реактивных сопротивлениях двигателя. При этом удельное потребление реактивной мощности растет с уменьшением коэффициента загрузки двигателя. В среднем на каждый процент повышения напряжения потребляемая реактивная мощность увеличивается на 3 % и более (в основном за счет увеличения тока холостого хода двигателя), что в свою очередь приводит к увеличению потерь активной мощности в элементах электрической сети.

Вывод: В ходе лабораторной работы исследовали влияния отклонений напряжения на выводах асинхронного двигателя от номинального значения на потери мощности в двигателе, изменение cos и скорости вращения двигателя при различных его нагрузках.

Построили графики зависимостей для различных нагрузок.