Порядок проведения работы. Приобрести практические навыки в получении опытных данных и построении нагрузочных

Цель работы.

Приобрести практические навыки в получении опытных данных и построении нагрузочных диаграмм электродвигателя при положительной переменной нагрузке и в в применении этих диаграмм при выборе мощности электродвигателя методом эквивалентных величин.

Программа работы.

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, записать паспортные данные электродвигателя и данные измерительных приборов.

2. Исследовать работу асинхронного электродвигателя в заданном режиме с целью получения данных, необходимых для построения нагрузочных диаграмм по току, моменту и мощности.

3. Построить нагрузочные диаграммы по току, моменту и мощности и проверить соответствие исследуемого электродвигателя заданному режиму работы.

4. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

Подготовка к работе.

1. Повторить теоретический материал: номинальные режимы работы электродвигателя по ГОСТу, нагрузочные диаграммы режимов; выбор электродвигателя по мощности для продолжительного, кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы методом средних потерь и методом эквивалентных величин; проверка электродвигателя по допустимой перегрузке.

Литература. Кацман М.М. Электрические машины и электропривод электрических устройств.-М.: Высшая школа, 1987, с. 273-283.

2. Подготовить в рабочей тетради таблицу для занесения результатов опыта и координатную сетку для построения нагрузочных диаграмм.

Порядок проведения работы.

Основные понятия. При выборе мощности электродвигателя для привода производственного механизма с положительной переменной нагрузкой используют метод эквивалентных величин-тока, момента и мощности. Этот метод основан на предложении, что потери электродвигателя при его работе с продолжительной переменной нагрузкой, значение которой эквивалентно фактической переменной нагрузке.

Для расчета эквивалентной величины какого-либо параметра электродвигателя необходимо располагать нагрузочной диаграммой электродвигателя. Такая диаграмма представляет собой зависимость потребляемого тока , полезного момента или полезной мощности от времени . Из нагрузочной диаграммы тока следует (рис. 31.1), что в течение времени электродвигатель потребляет потребляет из сети ток , а в течение времени -ток , в течение времени - ток , а в течение времени -ток . Аналогичный вид имеют нагрузочные диаграммы этого электродвигателя по моменту и мощности.

Расчет параметров электродвигателя, работающего с продолжительной переменной нагрузкой, ведут по формулам:

а) эквивалентное значение тока

; (31.1)

б) эквивалентное значение момента

; (31.2)

в) эквивалентное значение мощности

, (31.3)

где - значения токов, потребляемых электродвигателем из сети в соответствующие периоды переменной нагрузки ( ); -значения полезного момента на валу электродвигателя в соответствующие периоды переменной нагрузки; -значения полезной мощности электродвигателя в соответствующие периоды переменной нагрузки.

Приведенные выше формулы справедливы, если участки нагрузочной диаграммы представляют собой прямоугольники, как это имеет место на рис.31.1. Нагрузочная диаграмма, полученная опытным путем, часто представляет собой криволинейный график с плавным переходом от одного участка к другому (рис. 31.2). При использовании такой диаграммы для расчета эквивалентных значений параметров предварительно ее следует разделить на участки, представляющие собой геометрические фигуры-треугольники, прямоугольники, трапеции. В этом случае для участков диаграммы, отличающихся от прямоугольника, следует предварительно определить эквивалентные значения параметров: для треугольника (участок 1)

; (31,4)

для трапеции (участок 5)

. (31.5)

Необходимо, чтобы эквивалентная величина была немного меньше и равна номинальной. При выборе асинхронного или синхронного трехфазного электродвигателя по эквивалентному току, чтобы избежать ошибки, следует обратить внимание на схему соединения обмотки статора (звездой или треугольником).

Выбранный электродвигатель проверяют по перегрузочной способности: , (31.6)

где -наибольшее значение нагрузочного момента на нагрузочной диаграмме, ;

(31.7)

-номинальный момент выбранного электродвигателя, ; -перегрузочная способность выбранного электродвигателя.

Метод эквивалентных величин выбора мощности электродвигателя при продолжительной переменной нагрузке дает достаточно точные результаты лишь при условии, что изменение нагрузки влияет лишь на величину переменных потерь, а постоянные потери (магнитные и механические) остаются практически неизменными. Поэтому метод эквивалентных величин можно с успехом применять к электродвигателям, у которых изменение нагрузки не вызывает значительных изменений частоты вращения и основного магнитного потока. Это относится к асинхронным электродвигателям и электродвигателям постоянного тока с параллельным возбуждением, работающих в режиме естественной механической характеристики, т.е. без добавочного сопротивления в цепи ротора (якоря).

Лабораторная установка. Для выполнения лабораторной работы используется трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором M (рис.31.3). Механическая нагрузка на валу этого электродвигателя создается электромагнитным тормозом ЭМТ. Нагрузочный момент регулируется потенциометром со ступенчатым переключателем П, позволяющим получить четыре фиксированных значения нагрузочного момента .

Для измерения потребляемого электродвигателем тока в один из линейных проводов включен амперметр А. Во время пуск электродвигателя этот амперметр шунтируют ключом К. Для измерения частоты вращения в установке применен тахогенератор ТГ с измерительным прибором «об/мин».

Рис.31.3 Схема включения асинхронного двигателя для снятия нагрузочных диаграмм

Получение данных для построения нагрузочных диаграмм. Данные для построения нагрузочных диаграмм снимают в соответствии с программой, заданной преподавателем. В этой программе должны быть указаны последовательности включения ступеней потенциометра (для создания на валу электродвигателя требуемого нагрузочного момента) и продолжительность работы на каждой ступени. Ниже приведен пример такой программы:

Номер ступени переключателя П . . 3 1 2 4

Продолжительность работы, мин . . 2 3 4 2

При этом имеется в виду, что режим работы электродвигателя длительный и состоит из циклов, следующих друг за другом без итервалов, а в таблице задана программа одного такого цикла.

Пуск электродвигателя выполняется рубильником Р1 без нагрузки на валу (переключатель П находится на нулевой ступени). Затем переключатель П ставят на ступень, соответствующую программе (например ступень 3), включают рубильник Р2 и одновременно начинают отсчет времени. По истечении заданного времени переключатель П переводят на другую ступень (в соответствии с программой)и т.д. При работе электродвигателя на каждой ступени снимают показания приборов и заносят их в табл.31.11

Мощность на валу электродвигателя (Вт)

. (31.8)

Построение нагрузочных диаграмм. По данным табл.31.1 строят нагрузочные диаграммы: ; и .

Таблица 31.1

Номер ступени переключателя П по программе	Время работы, мин	,	, об/мин	, А	, Вт

Затем по (31.1)-(31.3) определяют эквивалентные значения тока , момента, момента и мощность . Сравнив полученные значения эквивалентных величин с соответствующими номинальными данными электродвигателя, делают вывод о соответствии исследуемого электродвигателя заданному режиму нагрузки. Предварительно по выражению (31.6) проверяют соответствие электродвигателя по перегрузочной способности.

Анализ результатов лабораторной работы.В выводах о проделанной работе следует, в первую очередь, указать, соответствует ли используемый электродвигатель заданному режиму работы. Если же электродвигатель не соответствует этому режиму работы, то необходимо объяснить причину этого несоответствия и последствия длительной работы электродвигателя в этом режиме [не только последствия его возможной перегрузки (перегрева), но и длительной работы с недогрузкой]. В последнем случае необходимо иметь в виду, что исследуемый электродвигатель является асинхронным и его недогрузка ведет не только к снижению КПД, но и к уменьшению коэффициента мощности ( ), что неблагоприятно сказывается на энергетических показателях как самого электродвигателя, так и электрической сети, в которую электродвигатель включен.

В заключение следует выбрать по каталогу электродвигатель, соответствующий заданному режиму работы, указать его тип и номинальные данные.

Контрольные вопросы. 1. Какие номинальные режимы работы электродвигателей предусмотрены ГОСТ 183-74?

2. Что представляет собой нагрузочная диаграмма электродвигателя?

3. В чем состоит метод эквивалентных величин при выборе мощности электродвигателя?

4. В каком случае метод неприменим?

5. Каковы нежелательные последствия работы электродвигателя при его перегрузке и недогрузке?

Поиск по сайту: