2020-08-05
77
Принципова електрична схема лабораторної установки показана на Рис. 7.17 і 7.18.
Рис. 7.17
Для створення на валу двигуна навантаження заданої величини в установці використовується гальмо Панасенкова (Рис.7.18). Його основна частина - чотириполюсний магніт, що може вільно переміщуватися відносно своєї осі. На кінці валу електромагніту закріплений вантаж (відомої маси) та вказівна стрілка. Між полюсними наконечниками електромагнітів вільно, без зчеплення з полюсами обертається сталевий диск, жорстко закріплений на валу досліджуваного асинхронного двигуна. При обертанні ротора цей диск перетинає магнітне поле електромагніт, завдяки чому в диску наводяться вихрові струми..
Рис. 7.18
Взаємодія вихрових струмів диска з магнітним полем полюсів електромагніт створює для двигуна гальмівний момент, що урівноважується вантажем, Н*м:
| MT = 9,81 G l sin α | (7.25) |
де G - маса вантажу, кг;
l - плече дії вантажу, м;
α - кут відхилення вантажу (стрілки).
При зміні струму в обмотці електромагніт за допомогою реостата R (Рис. 7.17) можна змінювати гальмівний момент і навантаження на валу двигуна.
|
|
|
Для визначення ковзання і швидкості обертання ротора двигуна в установці використаний спеціальний пристрій на основі стробоскопічного методу. Пристрій має диск СД на валу ротора двигуна і розділений на шість однакових білих і чорних секторів відповідно до числа полюсів досліджуваного двигуна. Диск висвітлюється неоновою лампочкою НЛ (див. Рис. 7.17), що живиться від тієї ж мережі, що й обмотка статора двигуна (лампочка живиться від стаціонарної проводки і загоряється відразу після подачі напруги на двигун). При обертанні ротора і висвітленні диска СД неоновою лампочкою в результаті стробоскопічного ефекту спостерігається удаване повільне обертання секторів зі швидкістю n1 - n2 проти напрямку обертання ротора. Якщо визначити удаване число оборотів диска Δn за час Δt, то можна розрахувати:
| (7.26) |
а потім значення ковзання за формулою (7.3) і швидкість n2 за формулі (7.4).
При відомому гальмівному моменті МТ і швидкості обертання ротора n2 можна визначити корисну потужність на валові двигуна
| P2=MT n2 / 9550 | (7.27) |
Напруга мережі UФ, струм I1 і потужність P1, споживані обмоткою статора, вимірюються на установці вимірювальним комплектом К-50 (К-505). Цей прилад показує значення вимірюваних величин тільки для однієї фази відповідно до положення перемикача фаз, розташованого на лицьовій панелі. Щоб одержати інформацію про значення напруги, струму і потужності в кожній фазі двигуна необхідно перемикач фаз ставити по черзі в положення "А", "В" та "С". Активна потужність, споживана двигуном, визначається як сума показів ватметру в усіх трьох фазах, тобто
|
|
|
| (7.28) |
а середній струм у фазі статора
| (7.29) |
Установка укомплектована трифазним асинхронним двигуном ТФ-16-6, застосовуваним у текстильній промисловості на чесальних машинах ЧМ-450. Паспортні дані двигуна ТФ-16-6:
ü Потужність на валу 
ü Лінійна напруга 
ü Струм 
ü Частота 
ü Швидкість обертання 
ü ККД 
ü Коефіцієнт потужності 
Порядок виконання роботи:
1. Ознайомитися з приладами, апаратами й устаткуванням досліджуваної установки і записати їхні технічні характеристики.
2. Ознайомитися з будовою та принципом дії асинхронного трифазного короткозамкненого електродвигуна.
3. Зібрати схему для дослідження асинхронного трифазного короткозамкненого електродвигуна згідно мал. 7.17.
4. Запустити електродвигун і дослідити його роботу в режимі холостого ходу (гальмо Панасенкова відключене від мережі). Записати покази вимірювальних приладів і секундоміром визначити час Δt, за який стробоскопічний диск зробить Δn удаваних оборотів. Результати досліду внести в табл. 7.8.
5. Дослідити роботу двигуна в режимі навантаження [гальмо Панасенкова підключене до мережі). Для цього, плавно збільшуючи постійний струм у котушках полюсів електромагнітного гальма, домогтися відхилення стрілки за шкалою через кожні 10° до 90° і при кожному новому положенні записувати покази приладів, а секундоміром визначати час Δt, за яке стробоскопічний диск зробить Δn удаваних оборотів. Результати дослідів внести в табл. 7.2.
Обробка результатів:
1. Розрахувати лінійну напругу U1, струм I1, потужність P1, момент M, ковзання S, швидкість ротора n2, потужність на валу P2, коефіцієнт потужності cos φ1, KКД η. Результати розрахунків записати в табл. 7.2.
2. За результатами розрахунків побудувати в одній координатній системі робочі характеристики електродвигуна: M=f(P2); S=f(P2); n2= f(P2); cosφ1= f(P2); η= f(P2).
3. За результатами розрахунків побудувати механічну характеристику n2= f(M).
4. За результатами розрахунків побудувати характеристику M=f(S).
5. Порівняти для номінального режиму роботи дослідні та розрахункові дані до та після компенсації кута зсуву фаз і зробити відповідні висновки.
Табл.7.2 - Результати досліджень асинхронного короткозамкненого двигуна.
| Дослід | |||||||||
| α | UФ | IA | IB | IC | PA | PB | PC | Δn | Δt |
| град | В | А | А | А | Вт | Вт | Вт | об | с |
| 0° | |||||||||
| 10° | |||||||||
| 20° | |||||||||
| 30° | |||||||||
| 40° | |||||||||
| 50° | |||||||||
| 60° | |||||||||
| 70° | |||||||||
| 80° | |||||||||
| 90° | |||||||||
*Примітка: 
| Розрахунок | |||||||||
| α | U1 | I1 | P1 | M=MT | n2 | P2 | η | Cos φ1 | S |
| град | В | А | Вт | Н*м | Об/мин | кВт | % | мкФ | |
| 0° | |||||||||
| 10° | |||||||||
| 20° | |||||||||
| 30° | |||||||||
| 40° | |||||||||
| 50° | |||||||||
| 60° | |||||||||
| 70° | |||||||||
| 80° | |||||||||
| 90° | |||||||||
Контрольні запитання
1. Будова статора і ротора трифазного асинхронного короткозамкненого електродвигуна.
2. Як визначити початок і кінець кожної фази обмотки статора при відсутності заводського маркування?
|
|
|
3. Як визначити схему з'єднання фаз обмотки статора?
4. Принцип дії асинхронного трифазного короткозамкненого електродвигуна.
5. Як визначити ковзання двигуна стробоскопічним методом?
6. Принцип реверса двигуна.
7. Як розрахувати момент на валу двигуна, потужність і cos φ1 з навантаженням?
8. Залежність моменту обертання двигуна від ковзання.
9. Як залежить швидкість двигуна від моменту навантаження на його валу?
10. Як і чому змінюється струм статора зі зміною навантаження двигуна?
11. Чому зі збільшенням навантаження двигуна момент обертання, ковзання і коефіцієнт потужності збільшуються?
12. Як визначити ємність, необхідну для повної компенсації реактивної потужності двигуна при номінальному навантаженні?
13. Як змінюється ККД зі збільшенням навантаження двигуна?
14. Переваги і недоліки асинхронних трифазних короткозамкнених електродвигунів.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №8
