Файл: Электромеханика, электрические машины, электромашинные устройства автоматики методические указания к лабораторным работам Издательство Пермского государственного технического университета 2007.doc

1. Практическая значимость круговой диаграммы.

2. Какие экспериментальные данные необходимы для построения круговой диаграммы асинхронной машины?

3. Опишите порядок проведения опыта холостого хода и короткого замыкания асинхронного двигателя.

4. Чем отличаются режимы холостого хода и короткого замыкания асинхронного двигателя от аналогичных режимов трансформатора?

5. Можно ли пренебречь электрическими потерями в опыте по исследованию холостого хода, магнитными – в опыте по исследованию короткого замыкания по аналогии с трансформатором?

6. Как построить круговую диаграмму по опытным данным? Порядок обработки экспериментальных данных.

7. Для произвольной точки диаграммы в рабочем режиме определить подведенную активную и реактивную, полезную, электромагнитную мощности, момент, скольжение S, КПД и cos.

8. Укажите на круговой диаграмме отрезки, соответствующие пусковому и максимальному моменту.

9. Покажите участки круговой диаграммы, соответствующие режиму двигателя, электромагнитного тормоза и генераторному режиму.

10. Укажите на круговой диаграмме для генераторного режима линии полезной и подведенной мощности.

11. Как определяются механические и добавочные потери асинхронной машины по круговой диаграмме?

12. Как строятся линии подведенной активной, электромагнитной, полной механической и полезной мощностей?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Определение КПД короткозамкнутого асинхронного
двигателя методом разделения потерь и исследование
рабочих характеристик

Цель работы: определение КПД асинхронного двигателя косвенным путем с использованием метода разделения потерь, а также исследование рабочих характеристик при непосредственной нагрузке.

План работы

1. Ознакомиться с установкой, записать паспортные данные машин, аппаратов, измерительных приборов.

2. Измерить сопротивления обмотки статора.

3. Провести опыт по исследованию холостого хода и построить зависимости

при n = const.

4. Исследовать рабочие характеристики методом непосредственной нагрузки и определить КПД двигателя косвенным путем.

Пояснение к работе

Согласно ГОСТ 11828–66, непосредственное определение КПД асинхронного двигателя возможно в том случае, если гарантированное значение не превышает 70 %. Для двигателей с гарантированным КПД более 70 % определение КПД производится косвенным методом по формуле:

Рис. 1

Суммарные потери наглядно представлены на энергетической диаграмме асинхронного двигателя (рис. 1), где Р₁ – подведенная активная мощность; Р_ЭМ – электромагнитная мощность; Р_МЕХ – полная механическая мощность; Р₂– мощность на валу.

Сумма потерь в двигателе: Р = Р_ЭЛ1+ Р_ЭЛ2+ Р_МГ+ Р_МЕХ+ + Р_ДОБ, где Р_ЭЛ1 – электрические потери в обмотке статора; Р_ЭЛ2 – электрические потери в обмотке ротора; Р_МГ – магнитные потери (потери в стали статора); Р_МЕХ – механические потери на трение (в подшипниках) и вентиляцию; Р_ДОБ – добавочные потери.

Разделение потерь производится для того, чтобы определить потери в обмотке ротора Р_ЭЛ2= Р_ЭМS, так как электромагнитная мощность Р_ЭМ= Р₁–(Р_ЭЛ1+ Р_МГ). Поэтому для определения электромагнитной мощности необходимо выделить потери в стали статора. Кроме того, для определения мощности на валу Р₂ необходимо выделить механические потери

Порядок выполнения работы

1. Измерение сопротивления обмоток статора производится методом амперметра-вольтметра либо мостом сопротивления.

Рис. 2

2. Проведение опыта по исследованию холостого хода. В этом опыте определяются характеристики при работе двигателя без нагрузки на валу. Характеристики холостого хода представляют собой

графически изображенные зависимости тока статора, потребляемой мощности и коэффициента мощности двигателя от приложенного к статору его напряжения при постоянной частоте

, при

. Опыт осуществляется по схеме рис. 2. Приложенное к статору двигателя напряжение изменяется с помощью регулируемого автотрансформатора в пределах 1,25–0,25U_н, причем напряжение следует изменять в сторону уменьшения. Показания приборов для 5–6 точек записываются в табл. 1.

Таблица 1

U₁		P_A		I_A		P_C		I_C
дел	В	дел	Вт	дел	А	дел	Вт	дел	А

3. Исследование рабочих характеристик методом непосредственной нагрузки и определение КПД косвенным методом при U = U_н.

Подключив асинхронный двигатель к напряжению сети при холостом ходе, записать показания приборов в цепи статора, затем, нагрузив асинхронный двигатель генератором постоянного тока от холостого хода до I₁= 1,1 I_1н, записать показания приборов для 6–7 точек в табл. 2.

Таблица 2

U₁		P_A		I_A		P_C		I_C		Z	t, c
дел.	В	дел.	Вт	дел.	А	дел.	Вт	дел.	А	Z	t, c

Для определения скольжения необходимо сердечник индуктивной катушки, к которой подключен микроамперметр, придвинуть к торцу вала двигателя. Замерить число двойных колебаний Z стрелки амперметра за определенное время t.

Обработка результатов эксперимента

1. Рассчитать сопротивление фазы обмотки статора при 75 °С

r₁₍₇₅_₎= r₁[1 + 0,004(75 C–)],

где  – температура окружающей среды во время опыта; r₁ – измеренное сопротивление фазы статора.

2. Построить в одних осях зависимости P₀, I₀,

по данным табл. 1, где

.

3. Разделить потери холостого хода.

Потери холостого хода

Потери в стали (Р_МГ) и механические потери определяют из характеристик холостого хода. Вычитая из мощности Р₀, потребляемой двигателем при холостом ходе, электрические потери в обмотке статора Р_0ЭЛ1при холостом ходе, получают сумму потерь в стали Р_МГ и механические потери Р_МЕХ, т.е.

Рис. 3 Рис. 4

Для разделения потерь в стали и механических строят кривую зависимости

. Экстраполируя ее до пересечения с осью ординат (рис. 3), получают точку пересечения кривой

с осью ординат.

Эта точка соответствует механическим потерям Р_МЕХ, так кактеоретически при U₁= 0 и n= n₁ потери в стали Р_МГ = 0. На практике экстраполяция кривой

может привести к ошибке, так как крайняя левая точка этой кривой располагается на значительном расстоянии от оси ординат. Эта ошибка может быть уменьшена, если построить зависимость