Лабораторная работа конденсаторный асинхронный двигатель

Лабораторная работа: Исследование трехфазного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя

Министерство образования Российской Федерации

Пермский Государственный Технический Университет

Кафедра электротехники и электромеханики

Лабораторная работа № 6

«Исследование трехфазного короткозамкнутого

Цель работы: ознакомиться с особенностями устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и исследовать основные свойства этого двигателя путем снятия рабочих характеристик.

Табл. 1. Паспортные данные электроизмерительных приборов

Название: Исследование трехфазного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя
Раздел: Рефераты по физике
Тип: лабораторная работа Добавлен 14:32:42 18 ноября 2010 Похожие работы
Просмотров: 977 Комментариев: 14 Оценило: 5 человек Средний балл: 4.8 Оценка: неизвестно Скачать
Цена деления
1 Вольтметр М362 МЭ 1.5 250 В 10 В
2 Амперметр М362 МЭ 1.5 10 А 0.5 А
3 Амперметр Э30 ЭМ 1.5 5 А 0.2 А
4 Ваттметр Д539 ЭД 0.5 1500 10

1. Ознакомимся с устройством исследуемого асинхронного короткозамкнутого электродви-гателя и нагрузочной машины. Запишем их паспортные данные в табл. 2.

Тип UН, В IН, А PН, Вт ηН cosφ Примечание
АОЛ32-4 380 2,4 1000 1410 6,77 78,5 0,79
П22 220 5,9 1000 1500

В этой таблице для асинхронного двигателя указываются номинальные значения тока и линейного напряжения при соединении обмоток в звезду. Номинальный вращающий момент машины вычисляется по формуле .

2. Для исследования асинхронного двигателя собирается электрическая цепь согласно рис. 1.

3. Рабочие характеристики асинхронного двигателя снимаются следующим образом. Зашунтировав амперметр и токовые катушки ваттметров, запускают асинхронный двигатель. Проверяют направление вращения двигателя (оно должно совпадать с указанным на стенде).

Тумблерами отключают все секции сопротивления и подают постоянное напряжение 230 В на обмотку возбуждения генератора. Убедившись, что ток в якорной цепи генератора равен нулю, записывают показания всех приборов в табл 3. Скорость вращения двигателя измеряется тахометром.

Затем, увеличивая нагрузку на валу двигателя путем включения необходимого числа секций , снимают показания приборов еще 5 – 6 раз. Величину нагрузки можно контролировать по величине тока в якорной цепи генератора. В процессе опыта максимальные значения токов генератора и двигателя не должны превышать .

I1, А W, дел. Uг, В Iг, А n,об\мин Примечание
1 0,9 5 195 1486
2 1,1 13 175 1,5 1436
3 1,38 22 165 2,5 1403
4 1,5 26 155 3,1 1381
5 1,8 33 140 4,0 1337
6 2,1 39 130 4,8 1297
7 2,4 46 115 5,6 1243
8 2,7 50 102 6,8 1206
9 3,0 56 90 7,2 1141

По данным табл. 3 определяются:

мощность, потребляемая двигателем из сети

полезная мощность генератора постоянного тока

мощность, передаваемая от двигателя к генератору (полезная мощность двигателя)

(значения КПД генератора берутся из графика , который строится на основа-нии табл. 4. При этом номинальная мощность генератора берется из табл. 2)

момент на валу двигателя

где (Вт) и (об/мин)

коэффициент мощности двигателя

Результаты расчетов сводят в табл. 5

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
0,73 0,79 0,8 0,78 0,76 0,72 0,68
P1, Вт Pг, Вт ηг P2, Вт s n, об/мин M, Нм cos φ ηд Примечание
1 150 0,0 0,009 1486 0,00 0,253 0,000
2 390 262,5 0,758 346,3 0,043 1436 2,30 0,539 0,888
3 660 412,5 0,79 522,2 0,065 1403 3,55 0,727 0,791
4 780 480,5 0,796 603,6 0,079 1381 4,17 0,790 0,774
5 990 560 0,8 700,0 0,109 1337 5,00 0,836 0,707
6 1170 624 0,8 780,0 0,135 1297 5,74 0,846 0,667
7 1380 644 0,799 806,0 0,171 1243 6,19 0,874 0,584
8 1500 693,6 0,796 871,4 0,196 1206 6,90 0,844 0,581
9 1680 648 0,799 811,0 0,239 1141 6,79 0,851 0,483

По данным табл. 5 строим графики зависимостей и .

Вывод: с увеличением момента сопротивления на валу АД потребляемая мощность P1 и мощность на валу P2 возрастают, возрастает и сила тока в обмотках статора I1, частота вращения вала n падает, скольжение s соответственно увеличивается.

С увеличением мощности нагрузки КПД АД вначале стремительно возрастает до наибольшего значения в 0,89 при мощности на валу примерно 350 Вт. С дальнейшим увеличением нагрузки КПД начинает уменьшаться. Коэффициент мощности АД cos φ при увеличении нагрузки также поначалу возрастает, достигает наибольшего значения в 0,87 при мощности примерно 800 Вт, а затем начинает падать.

Источник

ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В ТРЕХФАЗНОМ, ОДНОФАЗНОМ И КОНДЕНСАТОРНОМ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

1 Министерство образования Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Саратовский государственный технический университет ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В ТРЕХФАЗНОМ, ОДНОФАЗНОМ И КОНДЕНСАТОРНОМ РЕЖИМАХ РАБОТЫ Методические указания к выполнению учебно-исследовательской лабораторной работы по курсу «Электрические машины» для студентов специальностей , Одобрено редакционно-издательским советом Саратовского государственного технического университета Саратов 2006

2 Цель работы: исследовать рабочие характеристики асинхронного двигателя при работе его в трехфазном, однофазном и конденсаторном режимах работы. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Трехфазный двигатель Трехфазный асинхронный двигатель работает по принципу трансформатора с вращающимся магнитным полем. Основными частями асинхронного двигателя являются неподвижный статор и вращающийся ротор, в пазах которых располагаются обмотки. Обмотка статора делается трехфазной. Обмотка ротора выполняется либо трехфазной, выведенной на контактные кольца, либо короткозамкнутой, которая имеет алюминиевые стержни, соединенные на обоих торцах общими кольцами. Оси катушек каждой фазы статора смещены по окружности на 120 эл.град. относительно соответствующих осей другой фазы. При разомкнутой обмотке ротора вращающееся поле создается только током статора. При протекании тока по обмотке ротора вращающееся поле создается совместным намагничивающим действием тока статора и ротора. Взаимодействие этого поля с током ротора создает момент, вращающий ротор в направлении вращения поля. Синхронная частота вращения n, об/мин: 60 f1 n1, p где p число пар полюсов; f 1 частота в сети. При f 1 = 50 Гц синхронные частоты вращения будут равны: P n Номинальная частота вращения ротора двигателя n 2НОМ, указываемая в паспорте машины, всегда несколько меньше синхронной n 1. Двигатель называется асинхронным, потому что ротор его вращается не синхронно по отношению к вращению поля, то есть частота вращения ротора асинхронного двигателя всегда меньше частоты вращения поля. 3

3 Скольжение поля относительно ротора: 1 2 S, n1 где n 1 частота вращения поля; n 2 частота вращения ротора. Частота тока ротора равна: f n n S. 2 f 1 При холостом ходе скольжение асинхронного двигателя очень мало. При нагрузке двигателя скольжение начинает возрастать, при этом возрастает ЭДС и ток ротора. При пуске в ход, когда ротор неподвижен, S = 1. ЭДС и ток в нем, а следовательно, и ток статора получаются большими. В трехфазном асинхронном двигателе при одинаковом сопротивлении фазных обмоток и напряжений на них вращающееся поле всегда будет круговым. В случае нарушения одного из них вращающееся поле переходит в эллиптическое, а это вызывает появление обратной последовательности. Однофазный двигатель Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором может быть использован без всякого изменения его конструкции и обмоточных данных как однофазный и конденсаторный. Асинхронные микродвигатели с короткозамкнутым ротором как трехфазные, так и однофазные находят широкое применение в качестве двигателей общего назначения, а также как вспомогательные силовые двигатели в автоматических устройствах. Трехфазный двигатель и полученные из него однофазные двигатели показаны на рис.1 а, б, в. Как видно из этих рисунков, рабочая фаза (главная) однофазных двигателей получается последовательным соединением двух фаз трехфазного двигателя и питается непосредственно от однофазной сети, третья фаза (вспомогательная) у однофазного двигателя присоединена к той же сети. Кроме указанных имеются и другие схемы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть [4]. 4

4 а б в Рис.1 Рабочие характеристики асинхронных двигателей Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимости потребляемого тока I 1 и мощности P 1, полезного момента М 2, частоты вращения n 2, коэффициента мощности cos φ 1 и КПД ŋ от полезной мощности P 2 на валу при постоянном напряжении U 1, т.е. I 1, P 1, M 2, n 2, cos φ 1, ŋ = f(p 2 ) при U 1 =U НОМ =const. Они показывают, как будут изменяться указанные характеристики нерегулируемого двигателя ( U 1 и f 1 = const) при изменении полезной мощности на его валу. Примерный вид рабочих характеристик двигателя, работающего в трехфазном режиме, показан на рис.2. Трехфазный асинхронный двигатель имеет лучшие характеристики при одной и той же нагрузке ( P2НОМ ), чем однофазный и конденсаторный двигатели ( характеристики их не показаны на рис.2 ). Это объясняется тем, что у трехфазного двигателя поле круговое, у однофазного двигателя пульсирующее, а у конденсаторного эллиптическое. Такое поле можно представить в виде двух последовательностей прямой и обратной. Именно действие поля обратной последовательности и ухудшает работу двигателя. 5

5 Рис.2 Ток холостого хода однофазного двигателя больше трехфазного. Увеличение тока объясняется тем, что намагничивающий ток создается только за счет тока прямой последовательности. При нагрузке ток однофазного двигателя растет быстрее, чем ток трехфазного из-за тока обратной последовательности. Из-за увеличения тока I 1 в однофазном двигателе увеличивается и потребляемая мощность P 1, уменьшается КПД ŋ и полезная мощность P 2 из-за увеличенных потерь. Перегрузочная способность M 2 /M НОМ в трехфазном двигателе больше, чем в однофазном. Максимум КПД ŋ у однофазного двигателя смещен в сторону меньших нагрузок, так как механические потери, не зависящие от нагрузки в стали, изменяются незначительно, а переменные электрические потери возрастают из-за увеличения тока. Коэффициент мощности конденсаторного двигателя больше, чем у трехфазного. В наилучшем случае он может достигнуть 0,98. Это объясняется наличием рабочей емкости в его схеме. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА 1. Схему включать под напряжение только после того, как ее проверит преподаватель. 2. При выключенной схеме не прикасаться к зажимам отключенных конденсаторов, т.к. на них может длительное время сохраняться заряд. 3. При выполнении работы не касаться токоведущих частей схемы. 4. Запрещается заходить за стенд или устранять какие-либо неисправности в нем. 6

6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Записать номинальные (паспортные) данные трехфазного асинхронного двигателя, обмотки которого соединены «звездой». 2. Включить схему (рис.3) выключателем в работу двигателя в трехфазном режиме: а) на стенде «барашек» нагрузочного тормоза должен быть повернут влево до режима холостого хода двигателя; б) снять показания приборов, занести их в таблицу; в) поворачивая «барашек» нагрузочного тормоза вправо, задавая М С = 0,125; 0,25; 0,375; 0,5 Н м, снять показания приборов. Полученные данные занести в таблицу; г) после проведения опыта все отключения произвести в обратном порядке. 3. Включить схему (рис.3) в работу, и снятие рабочих характеристик производить так же, как и при трехфазном. 4. Данные опыта заносятся в таблицу. Наблюдения Вычисления Режим работы п/п U 1, В I 1, А P 1, Вт n 2, об/мин M 2, Н м P 2, Вт Ŋ, % Cos φ 1 Трехфазный Конденсаторный Однофазный P I P II Расчетные величины, входящие в таблицу, определяются по формулам: а) потребляемая мощность Р 1 трехфазного, однофазного и конденсаторного двигателей, Вт, определяется по кривым согласно вращающемуся моменту (кривые на стенде); 7

7 б) полезная мощность, Вт: P2 0, 105 M 2 n2, (1) где М 2 момент на валу, Н м; n 2 частота вращения ротора, об/мин. в) коэффициент полезного действия, % : P 2 P (2) г) коэффициент мощности трехфазного двигателя: P cos 1 1, (3) 3U 1 I1 где U 1ф и I 1ф фазные напряжения и ток. Рис.3 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА По результатам опытов построить графики рабочих характеристик двигателей, работающих в трехфазном, однофазном и конденсаторном режимах. Характеристики построить для трех режимов в одной координатной системе предпочтительно на шести графиках. На характеристиках указать их принадлежность к соответствующему режиму: трехфазному III, конденсаторному II и однофазному I. Например, характеристика I 1 =f (P 2 ) (рис.4). 8

8 Рис.4 СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА О РАБОТЕ Отчет должен содержать: а) название лабораторной работы; б) формулировку цели работы; в) схему установки; г) характеристики приборов; д) результаты измерений; е) результаты необходимых расчетов; ж) графики рабочих характеристик; з) выводы по работе. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1. В чем отличие неподвижной асинхронной машины от трансформатора? 2. Почему в трехфазном асинхронном двигателе поток вращается, а в однофазном трансформаторе пульсирует? 3. Как можно изменить направление вращения трехфазного двигателя? 4. Как изменяется скольжение асинхронного двигателя при увеличении активного сопротивления обмотки ротора? 5. Почему асинхронные двигатели с однофазной обмоткой на статоре не имеют пускового момента? 6. Каким образом может быть создан вращающийся поток двигателя при наличии однофазной сети? 9

9 7. Каковы преимущества двухфазных (конденсаторных) двигателей по сравнению с двигателями, имеющими на статоре однофазную обмотку? 8. Назовите наиболее распространенные схемы включения трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть. 9. Укажите характер поля в асинхронных двигателях трехфазного, однофазного и конденсаторного режимов. 10. Почему у трехфазного двигателя КПД больше, чем у однофазного? 11. Как изменить направление вращения в асинхронном однофазном двигателе? 12. В каких случаях вращающееся поле статора является круговым, а в каких эллиптическим? 13. Для какого режима нагрузки однофазного двигателя подбирают рабочую емкость? 14. В каком из режимов однофазном или трехфазном будут лучше рабочие свойства асинхронного двигателя? ЛИТЕРАТУРА Основная 1. Брускин Д.Э. Электрические машины: в 2 ч / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвостов. М.: Высшая школа, Ч с., Брускин Д.Э. Электрические машины и микромашины / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвостов. М.: Высшая школа, с., Дополнительная 3. Кацман М.М. Электрические машины и трансформаторы / М.М. Кацман. М.: Высшая школа, с., 24.1, 24.2, 24.3, Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств / Ф.М. Юферов. М.: Высшая школа, с.,

10 ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В ТРЕХФАЗНОМ, ОДНОФАЗНОМ И КОНДЕНСАТОРНОМ РЕЖИМАХ РАБОТЫ Методические указания к выполнению учебно-исследовательской лабораторной работы Составили: КАТАЕВ Анатолий Федорович УГАРОВ Геннадий Григорьевич Рецензент В.М. Озерский Корректор Н.Н. Крылова Лицензия ИД от Подписано в печать Формат /16 Бум. тип. Усл. печ.л. 0,69 (0,75) Уч.-изд.л. 0,6 Тираж 100 экз. Заказ 267 Бесплатно Саратовский государственный технический университет , Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в РИЦ СГТУ , Саратов, Политехническая ул., 77

Источник

Читайте также:  Как поменять двигатель инжектор на карбюратор ваз 2106
Adblock
detector