Рабочие характеристики трехфазного двигателя

Схема испытания трехфазного двигателя уже собрана при проведении опыта холостого хода. Запустить двигатель в ход. Установить на зажимах двигателя номинальное напряжение. Зафиксировать данные холостого хода. Включить обмотку возбуждения электромагнитного тормоза и несколько нагрузить двигатель. Занести в табл. 5.2 полученные данные. Так продолжать нагружать двигатель до номинальной мощности и зафиксировать 5 – 6 точек рабочих характеристик. Опытные данные при каждой величине нагрузки следует записывать после достижения установившегося режима (стрелки приборов успокоились). При проведении опыта поддерживать напряжение на зажимах двигателя постоянным, так как оно может меняться за счет падения напряжения в подводящих проводах и предшествующем электрооборудовании.

В таблице и в дальнейшем расчете приняты следующие обозначения: U_1Л – номинальное линейное напряжение двигателя, В; I₁ – ток, потребляемый двигателем из сети, А; Р₁, Р₂ – соответственно потребляемая и полезная мощности двигателя, Вт; P_w– измеряемая активная мощность, Вт; Q_w – измеряемая реактивная мощность, вар; n₁,–частота вращения магнитного поля статора, об/мин; n – частота вращения ротора машины, об/мин; I_П – ток электромагнитного тормоза, А; М₂ – момент электромагнитного тормоза, Нм.

Таблица 5.2. Рабочие характеристики трехфазного двигателя

Обработка результатов испытаний. Скольжение асинхронной машины s определится как

, где .

Здесь n₁ – синхронная скорость машины, частота вращения магнитного поля статора, об/мин; n – частота вращения ротора, об/мин; f – частота напряжения сети, Гц; р – число пар полюсов машины.

При соединении обмоток по схеме «звезда» фазное напряжение двигателя меньше линейного U_1Ф = U_1Л/√3, а по схеме «треугольник» равно линейному U_1Ф = U_1Л. При «звезде» фазный ток равен линейному I_1Ф = I_1Л, а при «треугольнике» меньше линейного тока I_1Ф = I_1Л/√3. Р₁ и Р₂ – соответственно потребляемая и полезная мощности машины. Ваттметр в цепи статора показывает потребляемую мощность. Если обозначить измеряемую ваттметром мощность одной фазы как P_W, то в режиме двигателя

Р₁ = 3P_W; Р₂ = Р₁ – (р_ст + р_мх + р_эл1 + р_эл2 + р_д).

Здесь р_ст – потери в стали сердечника статора машины при U₁=U_Н; р_мх – механические потери в машине; р_эл1 – электрические потери в обмотке статора; р_эл2 – электрические потери в обмотке ротора; р_д – добавочные потери в машине.

Электрические потери в трехфазной обмотке статора найдутся как р_эл1 = 3(I_1Ф)² r_1/75, где r_1/75 – сопротивление фазы обмотки, приведенное к рабочей температуре 75^оС.

Электрические потери в обмотке ротора определим в режиме двигателя по известной электромагнитной мощности Р_эм:

Р₁ = 3P_W; р_эл2 = Р_эм ·s = (Р₁ – р_эл1 – р_ст) s,

а добавочные потери как р_д = 0,005Р₁.

Потери в стали р_ст и механические потери р_мх находятся методом разделения потерь, изложенным в прил. Б. Берутся их значения при U₁ = U_Н. Коэффициент мощности, момент на валу двигателя и КПД находятся по известным формулам:

; ; .

Полезная мощность может быть определена по измеренному моменту, развиваемому электромагнитным тормозом Р₂ = М₂·2πn. Разница полученных значений указывает на ошибку в измерениях и расчете. При расчетах следует применять единицы СИ: напряжение в вольтах, ток в амперах, мощность в ваттах, частоту вращения вала в оборотах в секунду (опытные данные числа оборотов в минуту делить на 60), вращающий момент в ньютон-метрах.