Теоретическая часть. 2. Приборы и оборудование

Оглавление

1. Цель работы. 3

2. Приборы и оборудование. 4

3. Основные технические данные. 4

4. Теоретическая часть. 5

5. Описание лабораторного стенда ИАД. 15

6. Указание по выполнению работы. 20

7. Указания по оформлению отчета. 27

8. Контрольные вопросы. 27

9. Список использованной литературы. 28

1.Цель работы:

Экспериментальное определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя и построение расчетных рабочих характеристик.

Приборы и оборудование

Лабораторный стенд ИАД в составе электромеханического агрегата, состоящего из асинхронного двигателя (АД) 5АИ 80 А4 У3 и двигателя постоянного тока (ДПТ) независимого возбуждения 2ПН 100L-УXЛ1, приборного блока и автотрансформаторов (ЛАТРов): однофазного и трехфазного.

Основные технические данные двигателей

В стенде используются серийно выпускаемые российской промышленностью двигатели:

Исследуемый асинхронный двигатель 5АИ80А4УЗ

Номинальная мощность	1,1 кВт
Напряжения питания Y/Δ	380/220 В
Номинальный ток Y/Δ	3,04/5,25 А
Номинальная угловая скорость,	1350 об/мин
сos φ	0,76
К.п.д.	72,34%
Масса, кг
Кратность максимального момента	2,3
Кратность пускового момента	2,3
Кратность пускового тока
Режим работы	S1 (длительный)

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Определение эксплуатационных характеристик асинхронных двигателей в значительной степени базируется на результатах расчета и анализа схем замещения. Полная схема замещения асинхронной машины при вращающемся роторе, приведенном к статору, приведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Т-образная схема замещения АД.

– действующее значение фазного напряжения на обмотке статора (далее – напряжение сети);

– ЭДС статора;

– приведенная ЭДС рoтора;

- фазные токи, соответственно, в статоре, приведенный в роторе и холостого хода в статоре;

- соответственно, активные сопротивления обмотки статора, приведенное ротора и сопротивление, учитывающее потери в магнитопроводе;

- соответственно, индуктивные сопротивления, рассеянные в статоре, приведенное в роторе и индуктивное сопротивление намагничивания;

– скольжение.

где - угловая скорость поля статора (синхронная угловая скорость);

- частота питающей сети;

-число пар полюсов поля статора;

-угловая скорость ротора.

Активное сопротивление можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку неподвижного ротора. В этом случае АД аналогичен трансформатору, работающему на активную нагрузку. Значение сопротивления определяется скольжением, а, следовательно, механической нагрузкой на валу двигателя. Так, если нагрузочный момент на валу двигателя , то . При этом , что соответствует работе АД в режиме холостого хода. При , что соответствует режиму короткого замыкания АД.

Более удобной для практического применения является Г-образная схема замещения (рис. 4.2), у которой намагничивающий контур вынесен на входные зажимы схемы замещения. Такая схема удобна тем, что состоит из двух контуров: намагничивающего с током и рабочего с током .

Расчет параметров рабочего контура Г-образной схемы замещения требует уточнения, что достигается введением в расчетные формулы коэффициента , представляющего собой отношение напряжения сети U1 к ЭДС статора Е1 при идеальном холостом ходе (s=0). Для двигателей мощностью 3 кВт и более =1,05 - 1,02 (чем меньше мощность, тем больше ).

Для упрощения расчетов Т – образную схему асинхронных машин, состоящую из трех, взаимно связанных между собой цепей, преобразуют в Г – образную схему замещения, которая состоит из двух независимых цепей, параллельно включенных на напряжение сети (рис. 4.2,а).

Рис. 4.2 а. Уточненная Г-образная схема замещения АД.

Таким образом, ветвь намагничивания с током I₀ выносится на зажимы внешней цепи с напряжением U_{1 .} При этом сопротивление ветви намагничивания Г – образной схемы замещения берется равным Z_М +Z ₁, а ток рабочей цепи I ₂^”= I ₂^′/C₁. Изменяются и параметры рабочей цепи. Появившийся в этой схеме замещения комплексный коэффициент C₁=1+ Z ₁/ Z_М на практике заменяют модулем C₁(c₁), который для асинхронных двигателей мощностью более 10 кВт равен 1,02…1,05. Это возможно, поскольку активными сопротивлениями можно пренебречь по сравнению с индуктивными и C₁ ≈ 1+ X ₁/ X_М =c₁. В этом случае точная Г – образная схема преобразуется в уточненную Г-образную схему замещения (рис. 4.2,б), в которой R ₁^’= c ₁ R ₁, X ₁^’= c ₁ X ₁, R ₂^”= c ₁² R ₂^’, X ₂^”= c ₁² X ₂^’.

Рис. 4.2 б. Г-образная схема замещения АД.

В ряде случаев принимают c ₁=1 и и получают упрощенную Г – образную схему замещения (рис.4.2,в), в которой I ₀^”= I ₀, R ₁^’= R ₁, X ₁^’= X ₁, R ₂^”= R ₂^’, X ₂^”= X ₂^’.

Рис. 4.2 в. Упрощенная Г-образная схема замещения АД.

Отметим, что имеется еще несколько Г-образных схем замещения, приведенных, полученных из Т-образной схемы, однако приведенные выше схемы используются наиболее часто.

Если известны параметры схемы замещения, рабочие характеристики и кратности моментов можно определить расчетным путем. При этом численные значения параметров этой схемы могут быть определены как расчетным путем при проектировании асинхронных машин, так и опытным по результатам испытаний конкретных машин. Рассмотрим определение параметров схемы замещения испытуемой машины опытным путем.