Задание на выполнение лабораторной работы.

Записать паспортные данные электрических машин и измерительных приборов.

Ознакомиться со схемой и порядком включения стенда.

Снять характеристики холостого хода. Определить потери холостого хода.

Снять характеристики короткого замыкания при заторможенном роторе. Определить потери короткого замыкания. Определить кратность пускового тока и пускового момента асинхронного двигателя.

Снять и построить рабочие характеристики асинхронного двигателя при номинальном напряжении и частоте сети.

Построить круговую диаграмму по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

Сделать обработку полученных данных. Провести анализ результатов лабораторной работы и составить подробный отчет.

При анализе результатов необходимо сравнить параметры и данные асинхронного двигателя, полученные из круговой диаграммы, с паспортными данными двигателя.

Анализируя рабочие характеристики, нужно объяснить вид полученных графиков. Например, график тока не выходит из начала координат, так как в режиме холостого хода двигатель потребляет из сети ток холостого хода, обусловленный потерями холостого хода.

Характеристика частоты вращения ротора имеет падающий вид, т.е. с ростом нагрузки частота вращения ротора уменьшается. Это объясняется ростом скольжения s. При этом чем больше активное сопротивление обмотки ротора, тем больше наклон этой характеристики к оси абсцисс, так как увеличение сопротивления обмотки ротора вызывает рост электрических потерь в цепи ротора, а следовательно, рост скольжения, величина которого пропорциональна электрическим потерям в роторе.

Небольшое значение коэффициента мощности cosφ в зоне малых нагрузок двигателя объясняется тем, что и режиме холостого хода и при небольшой нагрузке двигателя ток статора меньше номинального и в значительной части является намагничивающим током, имеющим фазовый сдвиг относительно напряжения сети близкий к 90°.

Значительная величина намагничивающего тока в асинхронном двигателе обусловлена наличием воздушного зазора между статором и ротором. С ростом нагрузки двигателя ток I₁, потребляемый двигателем из сети, увеличивается в основном за счет активной составляющей, что и способствует росту коэффициента мощности cosφ.

Порядок работы с лабораторной установкой.

Опыт холостого хода

Изучить принципиальную схему стенда.

Для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (машина М2) собрать схему, представленную на рисунке 4.2.

Опыт проводить в следующей последовательности:

Включить автоматический выключатель «СЕТЬ».

Включить выключатель SA1.

Для включения обмотки статора по схеме «треугольник» установить переключатель SА3 в положение «Включено».

Установить режим работы Инвертора:

- «независимое управление» – положение «Включено»;

- «U/f=const» – положение «Выключено»;

- установить выключатель SA30 «PV1/PW1» в положение «PV1»;

- установить выключатель SA31 «PV2/PW2» в положение «PW2»;

- установить выключатель SA32 «PV3/j» в положение «PV3»;

- с помощью регулятора RP4 «Задание частоты» установить значение частоты f=50Гц (контролировать по прибору HZ1);

- с помощью регулятора RP5 «Задание напряжения» инвертора установить значение напряжения U₁=0В (контролировать по вольтметру PV4).

Подключить исследуемый двигатель к выходу инвертора, нажав кнопку SВ1.

При помощи регулятора RP5 «Задание напряжения» инвертора плавно увеличить напряжение на статоре асинхронного двигателя до номинального значения U₁=220В (контролировать по вольтметру PV4).

Прогреть асинхронный двигатель в течение 5 минут.

При помощи регулятора RP5 «Задание напряжения» инвертора плавно установить напряжение U₁=100В (контролировать по вольтметру PV4). Ротор двигателя в этом случае вращается с частотой, весьма близкой к синхронной. Чтобы достичь синхронной частоты вращения n_o и компенсировать механические потери P_мех , нужно подключить к сети вспомогательную машину М3, которая работает в двигательном режиме.

Для этого необходимо:

- установить выключатель SA25 «ШИП2» в положение «Включено»;

- с помощью регулятора RP3 «Задание тока» ШИП2 установить номинальное значение тока возбуждения вспомогательной машины М3 (контролировать по амперметру PА6).

Установить режим работы ШИП1: SA20 «Отключить замкнутую СУ», SA21 «Задание скорости», SA22 «Двигательный режим».

Включить ШИП1 – тумблер SA23 в положение «Вкл»;

- с помощью регулятора RP1 «Задание» ШИП1, плавно увеличивая напряжение на выходе, разогнать исследуемый двигатель до синхронной частоты вращения. Для более точного определения синхронной частоты вращения можно воспользоваться ваттметром РW2. При приближении к синхронной частоты вращения активная мощность уменьшается до нуля. При n=n_o снять показания приборов. Увеличивая напряжение на исследуемом двигателе М2 от 130В до 250В снять 5 точек. Синхронную частоту вращения поддерживать постоянной (контролировать по прибору BR1), изменяя напряжение на вспомогательном двигателе М3. Данные занести в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Данные опыта холостого хода

Завершив эксперимент, необходимо:

- с помощью регулятора RP1 «Задание» ШИП1 уменьшить напряжение до нуля (контролировать по прибору PV3);

- выключить ШИП1 – тумблер SA23 в положение «Выкл»;

- уменьшить напряжение на выходе Инвертора до нуля (контролировать по прибору PV4);

- отключить исследуемый двигатель, нажав кнопку SB2;

- с помощью регулятора RP3 «Задание тока» ШИП2 установить значение тока возбуждения вспомогательной машины М3 равное нулю (контролировать по амперметру PА6).

- установить выключатель SA25 ШИП2 в положение «Выключено»;

Выключить выключатель SA1.

Выключить автоматический выключатель «СЕТЬ».

По результатам измерений и вычислений построить характеристики холостого хода I₀, Р₀, , cosφ₀=f(U₁), на которых необходимо отметить значения величин I_0ном, Р_0ном, (Р_м + P_мех)_ном и cosφ_ном, соответствующих номинальному напряжению U_1ном.

Опыт короткого замыкания

Опыт проводить по схеме (рисунок 4.2) в следующей последовательности:

Включить автоматический выключатель «СЕТЬ».

Включить выключатель SA1.

Для включения обмотки статора по схеме «звезда», установить переключатель SА3 в положение «Выключено».

Установить режим работы Инвертора:

- «независимое управление» – положение «Включено»;

- «U/f=const» – положение «Выключено»;

- установить выключатель SA30 «PV1/PW1» в положение «PV1»;

- установить выключатель SA31 «PV2/PW2» в положение «PW2»;

- установить выключатель SA32 «PV3/j» в положение «PV3»;

- с помощью регулятора RP4 «Задание частоты» установить значение частоты f=50Гц (контролировать по прибору HZ1);

- с помощью регулятора RP5 «Задание напряжения» инвертора установить значение напряжения U₁=0В (контролировать по вольтметру PV4).

Подключить исследуемый двигатель к выходу Инвертора, нажав кнопку SВ1.

При помощи регулятора RP5 «Задание напряжения» плавно увеличить напряжение на статоре асинхронного двигателя до номинального значения U₁=220В (контролировать по вольтметру PV4).

Прогреть асинхронный двигатель в течение 5 минут.

При помощи регулятора RP5 «Задание напряжения» плавно установить напряжение U₁=0В (контролировать по вольтметру PV4). Чтобы ротор двигателя М2 не вращался, нужно подключить к сети вспомогательную машину М3, которая работает в генераторном режиме.

Для этого необходимо:

- установить выключатель SA25 ШИП2 в положение «Включено»;

- с помощью регулятора RP3 «Задание тока» ШИП2 установить номинальное значение тока возбуждения вспомогательной машины М3 (контролировать по амперметру PА6).

Установить режим работы ШИП1 SA20 «Включить замкнутую СУ»