Файл: Отчет по лабораторной работе 1 исследование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.docx
Добавлен: 12.04.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
реактивная составляющая тока 
.
Для построения рабочих характеристик определяют данные для шести точек на окружности токов:
1 – соответствует точке холостого хода (точка Н);
2,3,4– равномерно расположенные по дуге НD;
5 – соответствует номинальному режиму (точка D);
6 – соответствует работе двигателя с небольшой перегрузкой. Результаты расчетов по приведенным ниже рекомендациям записывают в табл. 3.1.4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ И ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТЕЙ
Потребляемая активная мощность
Эта мощность, определяемая из круговой диаграммы
, где DE- перпендикуляр на ось + j. Ось + j называют линией потребляемой мощности ( 
).
Полезную мощность
на круговой диаграмме отсчитывают отрезком сD на перпендикуляре Dа, проведенным к диаметру HA из точки D. Точка с лежит на прямой, соединяющей точки на окружности токов, в которых полезная мощность равна нулю. Одной из них является точка холостого хода Н, так как в режиме холостого хода полезная мощность с вала не снимается, другой – точка короткого замыкания С, в которой также полезная мощность отсутствует, так как ротор заторможен. Таким образом, линия НС является линией полезной мощности 
. Для точки D полезная мощность определяется выражением
, где cD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D на окружности токов и линией полезной мощности; точка c представляет собой точку пересечения перпендикуляра Da с линией полезной мощности НС. Линия НВ на круговой диаграмме, соединяющая точки Н (s=0) и В (s=±∞) является линией электромагнитной мощности (
=0). Для режима работы двигателя в точке D на окружности токов электромагнитная мощность равна 
, где bD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D окружности токов и линией электромагнитной мощности.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА
Скольжение s на круговой диаграмме определяют по шкале скольжений, для построения которой из точки Н проводят касательную НG к окружности токов. Из произвольной точки Q на прямой НG проводят линию параллельную линии электромагнитной мощности до пересечения с продолжением линии полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет шкалу скольжений в режиме двигателя (0
Для работы двигателя в точке D скольжение определяют продолжением вектора тока(
), т.е. отрезка НD, до пересечения со шкалой скольжения в точке S.
Скольжение определяют как s=QS/QR. Этому скольжению соответствует частота вращения ротора
где
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ
Электромагнитный момент определяют по выражению
где
- угловая частота вращения магнитного поля, 1/с.
Подставив в выражение для момента М угловую частоту
, получают 
где
- частота питающей сети, Гц;
p - число пар полюсов двигателя.
Линия электромагнитной мощности НВ одновременно является линией электромагнитного момента (
)
Величину полезного момента на валу двигателя определяют через полезную мощность
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ
КПД представляет собой отношение полезной мощности
к потребляемой мощности 
, т.е.
Определяя
и 
из круговой диаграммы, получим, что
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
Чтобы определить коэффициент мощности двигателя для любого тока статора
строят шкалу коэффициента мощности. Для этого на оси ординат выбирается отрезок 0h, который принимается за 1. Этот отрезок и представляет собой шкалу коэффициента мощности. Единичным радиусом 0h с центром в точке 0 проводят четверть окружности. Величина коэффициента мощности определяется как отношение величины проекции единичного радиуса в направлении вектора тока на шкалу коэффициента мощности к единичному радиусу. Например, для режима в точке D,
для 5 точки
для 4 точки
для 3 точки
для 2 точки
для 1 точки
ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Рабочие характеристики строят по табл. 3.1.4.
Таблица 3.1.4
Рабочие характеристики
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПУСКОВЫХ СВОЙСТВ И ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ
Под пусковыми характеристиками понимают зависимости фазного тока обмотки статора и электромагнитного момента от скольжения, а именно:
. Пусковые характеристики строят, как правило, в относительных единицах. За базовую величину тока при этом принимается номинальный фазный ток обмотки статора (отрезок OD на круговой диаграмме). При номинальном токе двигатель развивает номинальный электромагнитный момент 
(отрезок bD), который в системе относительных единиц принимается за базовый. При определении пусковых характеристик используются процедуры, изложенные в 3.1.8.2 и 3.1.8.3. Для этого на дуге HC круговой диаграммы, соответствующей двигательному режиму отмечают несколько (например, 10-12) равномерно расположенных точек и для каждой из них определяют потребляемый ток и развиваемый электромагнитный момент. Результаты определения величин из диаграммы и расчеты вносят в табл. 3.1.5, на основании которой строят пусковые характеристики.
Таблица 3.1.5
Пусковые характеристики
Для определения максимального момента, развиваемого двигателем, из точки
проводят линию, перпендикулярную линии электромагнитной мощности и продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F опускают перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL будет пропорционален максимальному моменту
Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью двигателя, или кратностью максимального момента
Отношение пускового тока к номинальному называется кратностью пускового тока
ВЫВОД:
В данной лабораторной работе изучили устройство и принцип действия асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором; получили практические навыки в определении и маркировке выводов трехфазной обмотки статора, проведении опытов холостого хода и короткого замыкания; определили пусковые свойства и перегрузочную способность двигателя; построили рабочие характеристики.
. Для построения рабочих характеристик определяют данные для шести точек на окружности токов:
1 – соответствует точке холостого хода (точка Н);
2,3,4– равномерно расположенные по дуге НD;
5 – соответствует номинальному режиму (точка D);
6 – соответствует работе двигателя с небольшой перегрузкой. Результаты расчетов по приведенным ниже рекомендациям записывают в табл. 3.1.4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ И ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТЕЙ
Потребляемая активная мощность
Эта мощность, определяемая из круговой диаграммы
, где DE- перпендикуляр на ось + j. Ось + j называют линией потребляемой мощности ( ). Полезную мощность
на круговой диаграмме отсчитывают отрезком сD на перпендикуляре Dа, проведенным к диаметру HA из точки D. Точка с лежит на прямой, соединяющей точки на окружности токов, в которых полезная мощность равна нулю. Одной из них является точка холостого хода Н, так как в режиме холостого хода полезная мощность с вала не снимается, другой – точка короткого замыкания С, в которой также полезная мощность отсутствует, так как ротор заторможен. Таким образом, линия НС является линией полезной мощности . Для точки D полезная мощность определяется выражением , где cD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D на окружности токов и линией полезной мощности; точка c представляет собой точку пересечения перпендикуляра Da с линией полезной мощности НС. Линия НВ на круговой диаграмме, соединяющая точки Н (s=0) и В (s=±∞) является линией электромагнитной мощности ( =0). Для режима работы двигателя в точке D на окружности токов электромагнитная мощность равна , где bD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D окружности токов и линией электромагнитной мощности.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА
Скольжение s на круговой диаграмме определяют по шкале скольжений, для построения которой из точки Н проводят касательную НG к окружности токов. Из произвольной точки Q на прямой НG проводят линию параллельную линии электромагнитной мощности до пересечения с продолжением линии полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет шкалу скольжений в режиме двигателя (0
Для работы двигателя в точке D скольжение определяют продолжением вектора тока(
), т.е. отрезка НD, до пересечения со шкалой скольжения в точке S. Скольжение определяют как s=QS/QR. Этому скольжению соответствует частота вращения ротора
где
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ
Электромагнитный момент определяют по выражению
где
- угловая частота вращения магнитного поля, 1/с. Подставив в выражение для момента М угловую частоту
, получают где
- частота питающей сети, Гц; p - число пар полюсов двигателя.
Линия электромагнитной мощности НВ одновременно является линией электромагнитного момента (
) Величину полезного момента на валу двигателя определяют через полезную мощность
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ
КПД представляет собой отношение полезной мощности
к потребляемой мощности , т.е. Определяя
и из круговой диаграммы, получим, что ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
Чтобы определить коэффициент мощности двигателя для любого тока статора
строят шкалу коэффициента мощности. Для этого на оси ординат выбирается отрезок 0h, который принимается за 1. Этот отрезок и представляет собой шкалу коэффициента мощности. Единичным радиусом 0h с центром в точке 0 проводят четверть окружности. Величина коэффициента мощности определяется как отношение величины проекции единичного радиуса в направлении вектора тока на шкалу коэффициента мощности к единичному радиусу. Например, для режима в точке D, для 5 точки для 4 точки для 3 точки для 2 точки для 1 точкиПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Рабочие характеристики строят по табл. 3.1.4.
Таблица 3.1.4
Рабочие характеристики
| Точка на круговой диаграмме | | | |  |  | cos  | s | n |
| А | Вт | Вт | Н*м | О.е. | О.е. | О.е. | Об/мин | |
| 1 | 0,388 | 52,7 | 156,9 | 1,24 | 2,97 | 0,22 | 0 | 750 |
| 2 | 0,393 | 102,3 | 111,4 | 0,88 | 1,1 | 0,42 | 0,127 | 654,7 |
| 3 | 0,427 | 151,9 | 106,3 | 0,84 | 0,7 | 0,55 | 0,22 | 585 |
| 4 | 0,485 | 201,5 | 141,8 | 1,12 | 0,7 | 0,66 | 0,31 | 517,5 |
| 5 | 0,56 | 254,2 | 207,6 | 1,64 | 0,81 | 0,71 | 0,38 | 465 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПУСКОВЫХ СВОЙСТВ И ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ
Под пусковыми характеристиками понимают зависимости фазного тока обмотки статора и электромагнитного момента от скольжения, а именно:
. Пусковые характеристики строят, как правило, в относительных единицах. За базовую величину тока при этом принимается номинальный фазный ток обмотки статора (отрезок OD на круговой диаграмме). При номинальном токе двигатель развивает номинальный электромагнитный момент (отрезок bD), который в системе относительных единиц принимается за базовый. При определении пусковых характеристик используются процедуры, изложенные в 3.1.8.2 и 3.1.8.3. Для этого на дуге HC круговой диаграммы, соответствующей двигательному режиму отмечают несколько (например, 10-12) равномерно расположенных точек и для каждой из них определяют потребляемый ток и развиваемый электромагнитный момент. Результаты определения величин из диаграммы и расчеты вносят в табл. 3.1.5, на основании которой строят пусковые характеристики. Таблица 3.1.5
Пусковые характеристики
| Точка на круговой диаграмме | Скольжение | Фазный ток | Электромагнитный момент | Базовые величины | |||||
| s |  | M | |||||||
| мм | о.е | мм | о.е | мм | о.е | Скольжение OR=134 мм Номинальный электромагнитный момент bD=60 мм Фазный ток OD=115 мм | |||
| 1 | 0 | 0 | 80 | 0,69 | 0 | 0 | |||
| 2 | 30 | 0,127 | 81 | 0,7 | 15 | 0,25 | |||
| 3 | 41 | 0,22 | 89 | 0,77 | 30 | 0,5 | |||
| 4 | 51 | 0,31 | 100 | 0,86 | 45 | 0,75 | |||
| 5 | 52 | 0,38 | 115 | 1 | 60 | 1 | |||
Для определения максимального момента, развиваемого двигателем, из точки
проводят линию, перпендикулярную линии электромагнитной мощности и продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F опускают перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL будет пропорционален максимальному моменту Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью двигателя, или кратностью максимального момента
Отношение пускового тока к номинальному называется кратностью пускового тока
ВЫВОД:
В данной лабораторной работе изучили устройство и принцип действия асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором; получили практические навыки в определении и маркировке выводов трехфазной обмотки статора, проведении опытов холостого хода и короткого замыкания; определили пусковые свойства и перегрузочную способность двигателя; построили рабочие характеристики.