Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“ Ивановский Государственный энергетический университет им. В.И. Ленина”
Отчет
По лабораторной работе
ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННЫХ МАШИН
Выполнил: П.С. Седых
Иваново 2014
ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННЫХ МАШИН
ЦЕЛЬ: испытание асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах, режимах холостого хода и короткого замыкания, ознакомление со способом пуска машины в ход, обучение построению круговой диаграммы и ее использованию.
Перечень и технические данные аппаратуры стенда
Обозначение/Тип | Наименование | Параметры |
G1/201.2 | Трехфазный источник питания | ~ 400 В / 16 А |
G2/206.1 | Источник питания постоянного тока | = от 0 до 250 В/ 3 А (якорь) = 220 В/ 1 А (возбужд.) |
G3/209.2 | Возбудитель синхронной машины | = от 0 до 40 В / 3,5 А |
А2/347.1 | Трёхфазная трансформаторная группа | ~ 3´80 ВА/ 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В |
А6, А8 /301.1 | Трехполюсный выключатель | ~ 400 В / 10 А |
А9/307.1 | Реостат в цепи ротора машины переменного тока | 3 ´ 0…40 Ом / 1 А |
А10/306.1 | Активная нагрузка | 220 В / 3´0…50 Вт; |
А11/308.1 | Реостат | 0…2000 Ом / 0.3 А |
А13/323.2 | Реостат | 2×0…100 Ом / 1 А |
Р1/508.2 | Блок мультиметров | = ~ от 0 до 1000 В / от 0 до 10 А / от 0 до 20 МОм |
Р2/507.2 | Измеритель мощностей активной и реактивной | 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. |
Р3/506.2 | Указатель частоты вращения | минус 2000…0…плюс 2000 мин-1 |
Опыт холостого хода
Характеристики холостого хода представляют собой зависимости тока, мощности активной и реактивной, частоты вращения вала и коэффициента мощности от величины подводимого к двигателю напряжения в режиме холостого хода:
I0; P0; Q0; n0; cosφ0 = f (U0).
Порядок проведения опыта холостого хода изложен в п. 1.5 данных методических указаний. Приборы, замеряющие ток, мощность и напряжение в цепях двигателя, выбираются по номинальному напряжению и величине тока холостого хода, который у асинхронных двигателей составляет 25 – 50 % от номинального тока. У исследуемого двигателя IН = 0,35 А и UНЛ = 127 В. После пуска двигателя в ход выводят до нуля пусковые сопротивления в цепи ротора. При снятии характеристик в режиме холостого хода двигателя подводимое напряжение U0 изменяется от повышенного значения, примерно на 10 – 20 % выше номинального U0 = 1,2 UН, до величины U0 = 0,4 UН, при которой еще возможна устойчивая работа двигателя. Дальнейшее снижение напряжения ведет к заметному уменьшению частоты вращения вала и увеличению потребляемого из сети тока. Для контроля этого эффекта полезно снять зависимость Q0 и частоты вращения n0 вала двигателя от величины напряжения холостого хода. Как только потребляемый из сети ток начнет расти по мере уменьшения напряжения, следует прекратить дальнейшее снижение напряжения и прервать проведение опыта.
Изменение напряжения на двигателе производится переключением отпаек обмоток трехфазных трансформаторных групп на первичной и вторичной сторонах. Следует иметь в виду, что переключение напряжения на первичной стороне трансформатора в сторону больших напряжений ведет к уменьшению напряжения на вторичной стороне. На вторичной стороне трансформатора для уменьшения напряжения на двигателе следует переключатель устанавливать на меньшие значения. Во всем диапазоне измерений делают 6 – 7 замеров. При этом обязательно надо снять точки при напряжении несколько выше номинального и ниже половины его номинального значения. Данные измерений занести в табл. 3.1.
В таблице приняты обозначения: U0Л – линейное напряжение сети, В; I0Л – линейный ток сети, А; PW0 – активная мощность одной фазы, Вт; QW0 – реактивная мощность одной фазы, вар; n0 – частота вращения вала, об/мин. Остальные величины пояснены в ходе расчета.
Характеристики холостого хода | ||||||||||
Из опыта | Из расчета | |||||||||
U0Л, | I0Л, | PW0, | QW0, | n0, | U0Ф, | Q0, | Р0, | рэл1, | рмх+рст+рд | cosφ0 |
B | A | Вт | вар | об/мин | B | вар | Вт | Вт | Вт | |
0.3 | 94.22 | 37.5 | 10.12 | 27.38 | 0.39 | |||||
0.3 | 83.82 | 7.88 | 22.12 | 0.40 | ||||||
0.3 | 79.19 | 7.36 | 22.64 | 0.44 | ||||||
0.3 | 73.99 | 6.86 | 23.14 | 0.48 | ||||||
0.3 | 68.79 | 6.38 | 23.62 | 0.54 | ||||||
0.3 | 50.87 | 5.47 | 24.53 | 0.79 | ||||||
0.3 | 43.35 | 6.38 | 23.62 | 0.86 |
Обработка результатов испытаний. Обмотки статора асинхронного двигателя соединены в звезду (Y). Поэтому линейное напряжение сети U0Л равно линейному напряжению двигателя и определится по показанию вольтметра.
Потребляемый двигателем линейный ток холостого хода I0Л, равный фазному току I0Ф = I0Л, определится показаниями включенного в цепь амперметра. Мощность, потребляемая двигателем из сети, равна утроенному показанию однофазного ваттметра, Р0 = 3РW0. Аналогично определяется и потребляемая реактивная мощность, Q0 = 3QW0.
После определения базовых величин режима холостого хода рассчитываются фазное напряжение двигателя и коэффициент мощности:
; .
Электрические потери в обмотке статора двигателя, сумма потерь в стали, механических и добавочных потерь машины определятся как
рэл1 = 3(I0Ф)2 r1 75; рΣ = рст + рмх + рд = Р0 – рэл1.
Приняты следующие обозначения величин: рэл1 – электрические потери в обмотке статора, Вт; I0Ф – фазный ток, равный измеренному амперметром линейному току (I0Ф = I0Л), соединение «звезда» (Y), А; r1 75 – активное сопротивление фазы обмотки, приведенное к рабочей температуре 75оС (см. п. 1.4), Ом; рΣ – сумма потерь двигателя в стали, механических и добавочных, Вт; рст – потери в стали сердечника статора, Вт; рмх – потери механические, Вт; рд – потери добавочные, Вт; рд = 0,005 РН; P0 – полная активная мощность холостого хода, Вт.
Характеристики холостого хода