Министерство образования Российской Федерации
Пермский Государственный Технический Университет
Кафедра электротехники и электромеханики
Лабораторная работа № 6
«Исследование трехфазного короткозамкнутого
асинхронного электродвигателя»
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
Рабочее задание
1. Ознакомимся с устройством исследуемого асинхронного короткозамкнутого электродви-гателя и нагрузочной машины. Запишем их паспортные данные в табл. 2.
Табл. 2
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 
. Табл. 3
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) 
где
(Вт) и 
(об/мин) скольжение
коэффициент мощности двигателя
КПД двигателя
Результаты расчетов сводят в табл. 5
Табл. 4
Табл. 5
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.
mirznanii.com
Цель работы
Ознакомиться с конструкцией, схемами включения, способами пуска в ход трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, рабочими характеристиками двигателя и их получением методом непосредственной нагрузки .
Программа лабораторных исследований
2.2.1 Ознакомиться с конструкцией и номинальными данными исследуемого двигателя.
2.2.2 Ознакомиться с электрической схемой, конструкцией лабораторного стенда, собрать схему исследований.
2.2.3 Провести пуск двигателя в ход:
- включением в сеть;
- с помощью реакторов, включенных в цепь статорных обмоток;
- переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
2.2.4 Снять рабочие характеристики двигателя при соединении обмоток:
- в звезду;
- в треугольник.
2.2.5 Оформить отчет по лабораторной работе и подготовить ответы на контрольные вопросы.
Пояснения и указания к работе
Принцип работы асинхронного двигателя описан в учебниках [1-3]. В двигателе с короткозамкнутым ротором обмотка ротора чаще всего представляет собой литую или сварную «беличью клетку». Короткозамкнутая обмотка ротора не позволяет применить способ пуска, используемый в двигателях с фазным ротором (введение дополнительного сопротивления в цепь обмотки ротора).
При прямом пуске статорная обмотка включается в сеть номинального напряжения и пусковой ток может превысить номинальный ток в 5-7,5 раза. В ряде случаев такая перегрузка для питающей сети недопустима. В данной работе предусматривается пуск двигателя включением реакторов Р последовательно в цепь каждой фазы и переключением « звезда - треугольник ». Если в номинальном режиме фазные обмотки статора двигателя соединены в треугольник, то уменьшить пусковой ток можно, соединив их на время пуска в звезду. Линейный ток двигателя при таком пуске уменьшается в три раза. При достижении установившегося значения частоты вращения ротора обмотки статора переключаются в треугольник.
Тормозной момент на валу двигателя (нагрузка) регулируется с помощью электромагнитного тормоза. При изменении нагрузки изменяются все параметры режима работы двигателя: потребляемая мощность, ток статора, частота вращения ротора, коэффициент мощности, КПД. Величина нагрузочного момента отсчитывается с помощью стрелки, соединенной с качающимся статором тормоза.
Лабораторный стенд для исследования двигателя устроен следующим образом. На общей раме установлен двигатель и электромагнитный тормоз. Валы двигателя и тормоза соединены с помощью муфты. На пульте управления расположены: коммутационное поле для сборки схемы, электроизмерительные приборы, аппаратура управления двигателем и электромагнитным тормозом.
Испытания и измерения
Пуск двигателя
Применение пуска по схеме « звезда - треугольник » позволяет снизить линейный пусковой ток в три раза. Инерционность установленных на стенде приборов не позволяет с необходимой точностью измерять броски тока. Поэтому в настоящей работе достаточно экспериментально установить качественное снижение пускового тока при использовании данного способа пуска. После сборки схемы и проверки её преподавателем переключатели S2, S3 установить в такие положения, чтобы получить исследуемый способ пуска, а затем подать напряжение на обмотку статора с помощью пускателя S1 и произвести измерение пускового тока. Записать показания амперметра А для трех пусковых способов.
 |
 |
Под рабочими характеристиками асинхронного двигателя понимают зависимости P1, I1, h, cosj, n, M=f(P2) при U1=const, f1=const. Порядок снятия рабочих характеристик следующий. Запустить двигатель. Включить питание ЛАТРа и, плавно увеличивая ток возбуждения тормоза, установить наибольшую нагрузку двигателя в опыте, соответствующую току статора ( I, 1 - 1.2 ) Iн, где величина Iн берётся для принятой схемы соединения обмотки статора. Затем, разгружая двигатель уменьшением тока возбуждения тормоза в интервале от наибольшей нагрузки до холостого хода включительно, произвести измерение всех необходимых величин при 6 значениях момента нагрузки через примерно равные его интервалы и записать их в табл.2.1
Таблица 2.1
 №
п/п
| Опытные данные | Расчетные данные | Тип соединения обмотки | ||||||
| U1, B | I1, A | P1, Вт | M, Н.м | n, мин-1 | Р2, Вт | h, % | Cosj | ||
 | |||||||||
| D | |||||||||
C целью анализа рабочих характеристик при разных схемах соединений заполнить табл.2.2, используя значения, определенных из графических зависимостей рис. 2.2.
Таблица 2.2
| Схема соединения | Р2, Вт | Р1, Вт | I, A | h, % | cosj | М, Н.м | n, мин-1 |
| D | Рн | ||||||
| 0.5Рн | |||||||
| U | 0.5Рн |
 | |||
 |
Лабораторной работы
2.5.1 Пояснить назначение элементов электрической схемы исследования двигателя.
2.5.2 Объяснить устройство и назначение элементов конструкции АД с короткозамкнутым ротором.
2.5.3 Перечислить и дать характеристику способам пуска двигателя [1-3].
2.5.4 Перечислить рабочие характеристики двигателя.
2.5.5. Каким образом регулируется мощность на валу двигателя?
2.5.6.По каким приборам производятся отсчёты при испытании двигателя.
Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- программу лабораторного исследования;
- паспортные данные исследуемого двигателя;
- электрическую схему исследования;
- таблицы результатов исследования и расчетов;
- формулы для обработки результатов измерений и результаты расчётов;
- графики полученных зависимостей.
Отчёт должен быть подготовлен в соответствии с требованиями СТП ЮРГТУ [6].
infopedia.su
Лабораторная работа
«Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
Цель работы: Изучить устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором; получить практические навыки в определении маркировки выводов трехфазной обмотки статора, проведении опытов холостого хода и короткого замыкания; определить пусковые свойства и перегрузочную способность двигателя; построить рабочие характеристики.
Программа работы.
1.Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
2. Произвести маркировку выводов обмотки статора.
3. Измерить активное сопротивление фазы обмотки статора.
4. Провести опыты холостого хода и короткого замыкания.
5. Построить круговую диаграмму и рабочие характеристики двигателя.
Рисунок 1. Электрическая схема для испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в режимах холостого хода и короткого замыкания.
Измерение активных сопротивлений фаз обмотки статора
Таблица 1. Значения измеренного и расчетного сопротивлений фазы обмотки статора
Опыт холостого хода
Таблица 2. Результаты опыта холостого хода
Расчеты данных:
Опыт короткого замыкания
Таблица 3. Результаты опыта короткого замыкания
|
|
|
|
|
|
|
| 218 | 1,05 | 140 | 0,61 | 52,3 | 127,3 |
Расчеты данных:
Построение круговой диаграммы
Круговая диаграмма строится на комплексной плоскости (+1, 
) для номинального напряжения, номинальной частоты и рабочей температуры обмотки статора.
Параметры двигателя при холостом ходе и температуре 
:
Параметры холостого хода при рабочей температуре 
:
Фазные электрические величины холостого хода двигателя при рабочей температуре:
Параметры короткого замыкания при температуре 
и испытательном напряжении
:
Параметры и фазные электрические величины короткого замыкания двигателя при испытательном напряжении и рабочей температуре:
Для уменьшения погрешности при определении величин из круговой диаграммы выбираем масштаб тока:
Выбираем масштаб мощности:
Построение рабочих характеристик
Таблица 4. Рабочие характеристики
| Точки на круговой диаграмме |
|
|
|
|
|
| s | n |
| А | Вт | Вт |
| о.е | о.е | о.е | Об/мин | |
| 1 | 0,38 | 62,7 | 0 | 0 | 0 | 0,26 | 0 | 500 |
| 2 | 0,39 | 95,7 | 33 | 0,6 | 0,34 | 0,35 | 0,12 | 440 |
| 3 | 0,41 | 123,75 | 61,05 | 1,11 | 0,49 | 0,5 | 0,16 | 420 |
| 4 | 0,43 | 165 | 82,5 | 1,45 | 0,5 | 0,58 | 0,18 | 405 |
| 5 | 0,46 | 191,4 | 99 | 1,8 | 0,51 | 0,68 | 0,26 | 370 |
Рассчитаем рабочие характеристики для 4 точки, для точек (1,2,3,5) расчеты аналогичны.
Для расчета 
находим масштаб моментов:
f=50 Гц – частота сети.
Где 
p– число пар полюсов двигателя.
Согласно таблице 4 строим рабочие характеристики двигателя (графики зависимости) при неизменных напряжении и частоте.
Рисунок 2. Зависимость M2=f(P2)
Рисунок 3. Зависимость I1=f(P2)
Рисунок 4.Зависимость cosφ1=f(P2)
Рисунок 5. Зависимость η= f(P2)
Рисунок 6. Зависимость n= f(P2
Определение пусковых характеристик, пусковых свойств и перегрузочной способности двигателя
Таблица 5. Пусковые характеристики
| Точка на круговой диаграмме | Скольжение | Фазный ток | Электромагнитный момент | Базовые величины | |||||
| s |
| M | Скольжение OR=125 мм. Номинальный электромагнитный момент bD=18 мм. Номинальный фазный ток OD=82 мм. | ||||||
| мм | о.е. | мм | о.е. | мм | о.е. | ||||
| 1 | 0 | 77 | 0,38 | 0 | 0 | ||||
| 2 | 0,12 | 79 | 0,39 | 10 | 0,6 | ||||
| 3 | 0,16 | 82 | 0,41 | 16 | 0,96 | ||||
| 4 | 0,18 | 86 | 0,43 | 28 | 1,68 | ||||
| 5 | 0,26 | 93 | 0,46 | 30 | 1,8 | ||||
Определяем максимальный момент, развиваемый двигателем
Определяем перегрузочную способность двигателя, или кратность максимального момента
Определяем кратность пускового момента
Определяем кратность пускового тока
Выводы:
studfiles.net
Цель работы
Ознакомиться с конструкцией, схемами включения, способами пуска в ход трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, рабочими характеристиками двигателя и их получением методом непосредственной нагрузки .
Программа лабораторных исследований
2.2.1 Ознакомиться с конструкцией и номинальными данными исследуемого двигателя.
2.2.2 Ознакомиться с электрической схемой, конструкцией лабораторного стенда, собрать схему исследований.
2.2.3 Провести пуск двигателя в ход:
- включением в сеть;
- с помощью реакторов, включенных в цепь статорных обмоток;
- переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
2.2.4 Снять рабочие характеристики двигателя при соединении обмоток:
- в звезду;
- в треугольник.
2.2.5 Оформить отчет по лабораторной работе и подготовить ответы на контрольные вопросы.
Пояснения и указания к работе
Принцип работы асинхронного двигателя описан в учебниках [1-3]. В двигателе с короткозамкнутым ротором обмотка ротора чаще всего представляет собой литую или сварную «беличью клетку». Короткозамкнутая обмотка ротора не позволяет применить способ пуска, используемый в двигателях с фазным ротором (введение дополнительного сопротивления в цепь обмотки ротора).
При прямом пуске статорная обмотка включается в сеть номинального напряжения и пусковой ток может превысить номинальный ток в 5-7,5 раза. В ряде случаев такая перегрузка для питающей сети недопустима. В данной работе предусматривается пуск двигателя включением реакторов Р последовательно в цепь каждой фазы и переключением « звезда - треугольник ». Если в номинальном режиме фазные обмотки статора двигателя соединены в треугольник, то уменьшить пусковой ток можно, соединив их на время пуска в звезду. Линейный ток двигателя при таком пуске уменьшается в три раза. При достижении установившегося значения частоты вращения ротора обмотки статора переключаются в треугольник.
Тормозной момент на валу двигателя (нагрузка) регулируется с помощью электромагнитного тормоза. При изменении нагрузки изменяются все параметры режима работы двигателя: потребляемая мощность, ток статора, частота вращения ротора, коэффициент мощности, КПД. Величина нагрузочного момента отсчитывается с помощью стрелки, соединенной с качающимся статором тормоза.
Лабораторный стенд для исследования двигателя устроен следующим образом. На общей раме установлен двигатель и электромагнитный тормоз. Валы двигателя и тормоза соединены с помощью муфты. На пульте управления расположены: коммутационное поле для сборки схемы, электроизмерительные приборы, аппаратура управления двигателем и электромагнитным тормозом.
Схема исследования двигателя приведена на рис. 2.1.
Испытания и измерения
Пуск двигателя
Применение пуска по схеме « звезда - треугольник » позволяет снизить линейный пусковой ток в три раза. Инерционность установленных на стенде приборов не позволяет с необходимой точностью измерять броски тока. Поэтому в настоящей работе достаточно экспериментально установить качественное снижение пускового тока при использовании данного способа пуска. После сборки схемы и проверки её преподавателем переключатели S2, S3 установить в такие положения, чтобы получить исследуемый способ пуска, а затем подать напряжение на обмотку статора с помощью пускателя S1 и произвести измерение пускового тока. Записать показания амперметра А для трех пусковых способов.
 |
 |
Под рабочими характеристиками асинхронного двигателя понимают зависимости P1, I1, h, cosj, n, M=f(P2) при U1=const, f1=const. Порядок снятия рабочих характеристик следующий. Запустить двигатель. Включить питание ЛАТРа и, плавно увеличивая ток возбуждения тормоза, установить наибольшую нагрузку двигателя в опыте, соответствующую току статора ( I, 1 - 1.2 ) Iн, где величина Iн берётся для принятой схемы соединения обмотки статора. Затем, разгружая двигатель уменьшением тока возбуждения тормоза в интервале от наибольшей нагрузки до холостого хода включительно, произвести измерение всех необходимых величин при 6 значениях момента нагрузки через примерно равные его интервалы и записать их в табл.2.1
Таблица 2.1
 №
п/п
| Опытные данные | Расчетные данные | Тип соединения обмотки | ||||||
| U1, B | I1, A | P1, Вт | M, Н.м | n, мин-1 | Р2, Вт | h, % | Cosj | ||
 | |||||||||
| D | |||||||||
C целью анализа рабочих характеристик при разных схемах соединений заполнить табл.2.2, используя значения, определенных из графических зависимостей рис. 2.2.
Таблица 2.2
| Схема соединения | Р2, Вт | Р1, Вт | I, A | h, % | cosj | М, Н.м | n, мин-1 |
| D | Рн | ||||||
| 0.5Рн | |||||||
| U | 0.5Рн |
 | |||
 |
Лабораторной работы
2.5.1 Пояснить назначение элементов электрической схемы исследования двигателя.
2.5.2 Объяснить устройство и назначение элементов конструкции АД с короткозамкнутым ротором.
2.5.3 Перечислить и дать характеристику способам пуска двигателя [1-3].
2.5.4 Перечислить рабочие характеристики двигателя.
2.5.5. Каким образом регулируется мощность на валу двигателя?
2.5.6.По каким приборам производятся отсчёты при испытании двигателя.
Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- программу лабораторного исследования;
- паспортные данные исследуемого двигателя;
- электрическую схему исследования;
- таблицы результатов исследования и расчетов;
- формулы для обработки результатов измерений и результаты расчётов;
- графики полученных зависимостей.
Отчёт должен быть подготовлен в соответствии с требованиями СТП ЮРГТУ [6].
cyberpedia.su
, А
, Вт
, о.е.
, град
, Ом
