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

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Исследование асинхронного трехфазного
двигателя с контактными кольцами при помощи
круговой диаграммы

Цель работы: построение рабочих характеристик асинхронного двигателя с контактными кольцами с использованием круговой диаграммы, построенной по данным опыта исследования холостого хода икороткого замыкания.

План работы

1. Ознакомиться с установкой, записать данные со щитка двига­теля, аппаратуры и измерительных приборов.

2. Измерить сопротивление обмотки статора.

3. Провести опыт по исследованию холостого хода двигателя и построить зависимости

.

4. Провести опыт по исследованию короткого замыкания и постро­ить зависимости



5. Построить по данным опытов исследования холостого хода и короткого замыкания упрощенную круговую диаграмму.

6. Построить рабочие характеристики двигателя

Порядок выполнения работы

Свойство любой электрической машины определяется рабочими ха­рактеристиками (режим двигателя). Для асинхронного двигателя при­меняются два основных метода опытного определения рабочих характе­ристик: непосредственный и косвенный.

Непосредственным методом, т.е. путем изменения нагрузочного момента, определяются обычно характеристики двигателей малой мощ­ности. Асинхронные двигатели с контактными кольцами выпускаются, как правило, больших мощностей; их характеристики чаще определяют­ся косвенным методом по опытам исследования холостого хода и корот­кого замыкания. Сущность этого метода состоит в том, что по дан­ным опыта исследования холостого хода и короткого замыкания строят круговую диаграмму тока и из нее получают рабочие характеристики.

---

1. Опыт по исследованию холостого хода.

В этом опыте определяются характеристики при работе двигателя без нагрузки на валу. Характеристики холостого хода представляют собой зависимости тока статора, потребляемой мощности и коэффици­ента мощности двигателя от приложенного к статору напряжения при постоянной частоте . Опыт осуществляется по схеме рис. 1.



Рис. 1

Приложенное к статору двигателя напряжение изменяется с по­мощью регулируемого автотрансформатора в пределах
1,2–0,2 U_н, причем изменение напряжения следует производить в сторону уменьше­ния. Показания приборов в делениях записываются в табл. 1.

_{Таблица 1}

Uл		IA		IC		PA		PC
дел.	Вт	дел.	А	дел.	А	дел.	Вт	дел.	Вт

2. Опыт по исследованию короткого замыкания.

Характеристики короткого замыкания определяются по схеме рис. 1 при заторможенном роторе с использованием тех же приборов, но с другими пределами измерений.

При помощи тормозного устройства ротор закрепляется в непод­вижном состоянии. Обмотка ротора закорачивается.

Во избежание перегрева обмоток машины опыт производится при пониженном напряжении с таким расчетом, чтобы максимальный ток не превышал 1,3 I_н. При проведении опыта необходимо стремиться к тому, чтобы температура обмоток за время опыта не изменялась значительно. С этой целью машину следует включать в сеть только на время, необходимое для отсчетов показаний приборов. Отсчеты в делениях следует производить быстро и опыт начинать с наибольше­го значения тока короткого замыкания.

---

При помощи регулируемого автотрансформатора напряжение, под­водимое к зажимам статора, предварительно увеличивается от нуля до такого значения, при котором ток короткого замыкания был бы равен 1,3 I_н. Снимаются 4–5 показаний приборов и записываются в табл. 2.

Таблица 2

uк		IA		IC		PA		PC
дел.	В	дел.	А	дел.	А	дел.	Вт	дел.	Вт

По данным табл. 2 строятся характеристики короткого замыкания .

---

Обработка результатов эксперимента

1. Определить сопротивление фазы статора (методом амперметра – вольтметра или тестером), .

Сопротивление фазы при температуре 75 °С: где  = 0,004;  – температура окружающей среды.

2. По данным табл. 1 рассчитать зависимости:

Данные расчета свести в табл. 3.

Таблица 3

U0, В	I0, А	cos0, o. e.	P0, Вт	U02, B2

3. По данным табл. 3 построить зависимости в общих координат­ных осях

.

По опыту исследования холостого хода определить механические поте­ри и потери в стали методом разделения потерь (рис. 2). При этом кривая экстраполируется до пере-



сечения с осью орди­нат. Точка пересечения этой кривой с осью ординат соответствует механическим потерям, так как при U₁ = = 0 потери в стали P_МГ = 0. С целью более точного определения потерь P_МЕХ можно постро­ить кривую , которая близка к прямой и, следователь­но, более удобна для экстраполяции.

4. По данным табл. 2 рассчитать зависимости:

,

---

, , .

Данные расчета свести в табл. 4.

Таблица 4

Uк, B	Iк, A	Pк, Вт	cos к, o. e.

5. По результатам вычислений табл. 4 построить зависимости в общих координатных осях



6. На основании данных опыта по исследованию короткого замыка­ния определить параметры двигателя, т.е. полное (Z_к), индуктив­ное (Х_к) и активное (r_к) сопротивление его при коротком замыка­нии. При этом взять такое значение U_к, при котором I_1к = I_1н.



7. Построить круговую диаграмму.

Для расчета и построения круговой диаграммы используются фаз­ные значения токов и напряжений. По данным исследования холостого хода и короткого замыкания строится круговая диаграмма. В основу построения диаграммы берется схема замещения асинхронной машины с вынесенным намагничивающим контуром на зажимы напряжения. При этом в Г-образной схеме замещения ток намагничивающего контура I₀" не зависит от скольжения. Ток намагничивающего контура I₀" представляет собой ток, потребляемый машиной при синхронной ско­рости вращения, т.е. при S = 0. Этот ток при U₁ = const может быть представлен в виде неизменного вектора. Ток I₂" представля­ет собой переменный вектор, который при U₁ = const и неизменных параметрах машины при изменении скольжения перемещается по окруж­ности. В соответствии с этим геометрическим местом конца вектора тока I₁ будет также окружность.

При построении круговой диаграммы двигателя предполагается, что от холостого хода до короткого замыкания на зажимах статора сохраняется номинальное напряжение. Однако исследование короткого замыкания проводится при пониженном напряжении, и поэтому резуль­таты измерений должны быть пересчитаны на номинальное напряжение. При пересчете тока короткого замыкания вводится поправка на насы­щение машины при номинальном напряжении. На рис. 3 построена кри­вая .

---