Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Рабочие характеристики асинхронного двигателя



Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называются зависимости коэффициента полезного действия η, коэффициента мощности , подводимой мощности , тока , момент на валу двигателя , скольжения S, частоты вращения от значения полезной мощности на валу двигателя при постоянном напряжении и частоте тока в сети (рис.6).

Зависимость представляет собой кривую, весьма слабо наклонную к оси абсцисс. Скоростная характеристика мало отличается по форме от механической характеристики двигателя: она может быть названа жесткой.

Зависимость . При установившемся режиме работы , где - полезный тормозной момент двигателя, а - момент х.х. Так как при изменении нагрузки в пределах от х.х. до ном. частота вращения асинхронных двигателей остается почти постоянной, то зависимость асинхронного двигателя почти прямолинейна; пересекает ось ординат в точке, соответствующей .

 

Коэффициент мощности .

 

Асинхронный двигатель так же, как и трансформатор, потребляет из сети отстающий ток. Поэтому энергетические процессы, происходящие в асинхронном двигателе, характеризуют двумя величинами: активной мощностью и реактивной мощностью QI

 

Соотношение между и QI:

Коэффициент мощности асинхронного двигателя зависит от нагрузки на валу.

При х.х. машины, когда энергия расходуется только на покрытие небольших потерь в статоре и незначительных механических потерь, активная мощность дв.мала, а реактивная мощность велика, поскольку в машине при нормальном напряжении возбуждается вращающееся магнитное поле с максимальной величиной потока полюса. Поэтому при х.х. асинхронный двигатель имеет

С постепенным возрастанием нагрузки активная мощность увеличивается, а реактивная мощность практически остается постоянной, так как при неизменной амплитуде напряжения сети поток полюса основного поля сохраняет ту же величину, что и при х.х. Следовательно, с увеличением механической мощности двигателя его коэффициент мощности тоже возрастает. При нагрузке, близкой к номинальной достигает наибольшего значения (0,75-0,95). Однако, при дальнейшем увеличении тормозного момента на валу, сопровождающемся снижением частоты вращения ротора и существенным ростом токов в обмотках статора и ротора, коэффициент мощности снижается, что объясняется усилением полей рассеяния и более быстрым ростом реактивной мощности по сравнению о активной мощности.

Поддержание высокого коэффициента мощности приобретает важное значение для экономического электроснабжения предприятий. В частности, нельзя допускать длительных х.х. асинхронного двигателя: если на отдельных станках нет работы, то двигатель отключают от сети. Далее, необходимо следить за тем, чтобы мощность устройства, приводимого в действие асинхронным двигателем, незначительно отличалась от номинальной мощности двигателя. Если при длительной работе асинхронного двигателя его средняя мощность не превышает 45% номинальной, то такой электродвигатель заменяют соответствующим двигателем мощности.

В тех случаях, когда работа двигателя при полной нагрузке сочетается с его работой со значительной нагрузкой, при которой становиться недопустимо низким, применяют специальные меры, обеспечивающие повышение коэффициента мощности. Для этого во время работы асинхронного двигателя со значительной нагрузкой /например, Р2<0,5 Р/ снижают фазные напряжения на его статорной обмотке. Тем самым поток полюса вращательного поля, а, следовательно, и реактивная мощность машины будут уменьшены. Наиболее просто это достигается в двигателях, допускающих пересоединение фаз обмотки статора с на Y и включаемых в сеть с линейным напряжением, равным номинальному фазному напряжению. Тогда при работе с нагрузкой, близкой к номинальной, фазы обмотки статора соед. , а при значительной недогрузке – Y. Это приводит к снижению фазного напряжения в . Это пересоединение фаз обмотки статора обычно производится при помощи автоматического устройства. Двигатель, снабженный таким устройством, работает в широком диапазоне изменения нагрузки с близким к номинальному.

 

К.п.д. асинхронного двигателя

P1=P2+ΔPпотерь

Потери можно разделить на постоянные, практически не зависящие от нагрузки /потери стали сердечника статора, механические потери/, они определяются экспериментально из опыта х.х.; Переменные потери – потери на нагревание проводников статора и ротора

;

и добавочные потери.

К.П.Д. двигателя достигает своего максимального значения /65-95%/, когда переменные потери равны постоянным. У большинства двигателей этот максимум к.п.д. имеет место примерно при нагрузке, равной 75% от номинальной, так как двигатели проектируются с учетом того обстоятельства, что далеко не всегда они полностью загружены.

При подготовке к работе повторить теоретический материал: принцип действия и устройство трехфазного асинхронного двигателя; понятие о скольжении; электромагнитный момент асинхронного двигателя; зависимость момента от скольжения; перегрузочная способность асинхронного двигателя; рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя.

 

Программа работы.

 

1. Изучить принцип действия, устройство и назначение основных конструктивных элементов асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором.

2. Ознакомиться со схемой испытания АД (рис.7) и со стендом лабораторной работы.

3. По паспортным данным вычислить момент, развиваемый двигателем, при номинальном режиме работы. Заполнить таблицу нижеприведенной форы.

 

Паспортные данные двигателя вычислено
UH, В IН, А РH, кВт nН, об/мин Схема соединения обмотки МН, Н*м
            «звезда»  
            «треугольник»  

 

4. Выполнить маркировку фаз статора АД, используя схемы рис.8 и рис.9.

5. Зная напряжение сети (UA=380В), обосновать выбор схемы соединения обмоток статора при номинальном режиме работы двигателя.

6. Собрать выбранный вариант схемы. Осуществить пуск двигателя без нагрузки. Измерить пусковой ток и ток холостого хода. Вычислить кратность пускового тока при включении двигателя без нагрузки.

7. Снять данные и построить рабочие характеристики двигателя и механическую характеристику.

8. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

 

Пояснения к работе.

1. С устройством двигателя следует ознакомиться по учебникам (1,2,3), плакату, стенду, слайдам на установке АВУ в лаборатории «Электрические машины».

2. Нагрузкой для двигателя М2 в данной работе служит генератор постоянного тока М1, связанный с двигателем механически: валы двигателя и генератора соединены жесткой муфтой.

Принципиальная схема лабораторной работы и общий вид стенда изображены на рис.7 а,б. на панель выведены концы и начала фазных обмоток статора.

4. Маркировка фаз статора – это определение начала и конца каждой из трех фаз обмоток статора. Неверное обозначение начал и концов фаз ведет к неправильному соединению обмоток и нарушению работы двигателя (не будет кругового вращающегося магнитного поля статора, т.к. нарушится пространственная симметрия магнитных потоков фаз).

 

Маркировка проводится в два этапа:

- определяется соответствия пар выводов каждой фазной обмотки статора;

- определяются начала А, В, С и концы X, Y, Z выводов фазных обмоток статора.

Для определения соответствующих пар выводов необходимо собрать схему рис.8, подав от сети один провод к любой из клемм, расположенных на клеммной панели АД, а другим проводом со щупом и индикаторной лампочкой касаться поочередно оставшихся клемм.

Из схемы рис.8 видно, что лампочка загорается, если провод и щуп подсоединены к выводам одной обмотки, ибо только в этом случае цепь будет замкнута. Аналогичным образом определяются пары выводов остальных обмоток.

Для определения начал и концов выводов фазных обмоток статора следует условно один из шести выводов принять за начало и обозначить символом А, а другой этой же фазы промаркировать символом Х. последовательно с выбранной фазой соединить любую из двух оставшихся фаз обмотки и подвести к ним напряжение сети. К выводам оставшейся обмотки третьей фазы присоединить вольтметр. В результате будет собрана схема рис.9а или рис.9б.

При согласном включении последовательно соединенных фазных обмоток, когда конец первой фазы соединен с началом второй (рис.9а), ось результирующего магнитного потока перпендикулярна плоскости обмотки третьей фазы потокосцепления с витками этой фазы максимально, и в третьей фазе наводиться Э.Д.С. .

Если включение последовательно соединенных фазных обмоток окажется встречным, т.е. конец первой фазы будет соединен с концом второй фазы (рис.9.б), то ось результирующего магнитного потока совпадает с плоскостью третьей обмотки, потокосцепление с витками этой фазы почти равно нулю, и Э.Д.С. в третьей фазе практически отсутствует .

Маркировка обмотки третьей фазы проводится аналогично (непромаркированную фазу для этого следует поменять в схеме местом с любой из немаркированных фаз).

5. ТОК в момент пуска и ток при установленной частоте вращения ротора определяют на холостом ходу при невозбужденном генераторе. Прямой пуск АД с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности, когда обмотка статора непосредственно присоединяется к номинальному напряжению трехфазной сети, сопровождается значительным начальным пусковым током , превышающим начальный ток двигателя в 4-7 раз, а иногда и более. При этом на валу развивается начальный вращающий момент , составляющий от 1,2 до 2,2 номинального момента , что достаточно для разгона большинства устройств, пускаемых без нагрузки.

6. Регулируя сопротивление нагрузки генератора , можно изменять момент на валу двигателя. Изменение момента двигателя вызывает изменение потребление тока из сети, мощности и частоты вращения.

Для построения рабочих характеристик снимают показания приборов, постепенно увеличивая шаг генератора (8-7 точек).

Первый отсчет по приборам делают в режиме х.х. , последний – при полностью введенной нагрузке.

 

Результаты наблюдений сводят в таблицу:

 

Измерено Вычислено
Двигатель Генератор РГ, Вт Р2, Вт М, Н*м S f2, Гц
UФ, В IФ, А РФ, Вт n2, об/мин UГ, В IГ, А
                         

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.