Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором




Скачать 168.2 Kb.
НазваниеИспытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором
Дата конвертации24.12.2012
Размер168.2 Kb.
ТипОтчет
Министерство образования и науки РФ

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Филиал УГНТУ в г. Салавате


Электрические машины


Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя

с короткозамкнутым ротором

Отчет по лабораторной работе №

ЭАПП-180400-5.01.00 ЛР


Исполнитель:

студент гр. АЭЗ-00-21 В.Н. Степанов

Руководитель:

доцент, к. т. н. М.Г. Баширов


Салават 2005ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N°4


Тема: "Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором".


Цель работы: Снятие рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором методом торможения генератором постоянного тока. Изучение влияния питающего напряжения на величину крутящего момента двигателя.


ВВЕДЕНИЕ


3-х фазный асинхронный электродвигатель служит для преобразования электроэнергии переменного тока в механическую энергию, отдаваемую на вал и используемую для привода различных рабочих машин.

Асинхронный двигатель состоит из неподвижной части - статора и вращающейся части - ротора. Статор в свою очередь, состоит из чугунного, стального, а иногда и алюминиевого корпуса, внутри которого находится полый цилиндр, собранный из листовой электротехнической стали. На внутренней поверхности этого цилиндра имеются пазы, идущие параллельно оси вала, в которых размещены ЗР одинаковых обмоток, сдвинутых одна относительно другой на 120°, где Р – число обмоток на фазу, равное числу пар полюсов машины.

Начало и конец каждой фазы, состоящей из Р обмоток, которые соединены между собой последовательно или параллельно, выводятся наружу.

Это дает возможность соединить обмотки отдельных фаз между собой специальными металлическими пластинками треугольником или звездой (рисунок 1), что позволяет применить одну и ту же машину на два различных напряжения, отношение которых равно 3, например 220/127, 380/220.


С1 С2 С3


С4 С5 С6

С1 С2 С3


С4 С5 С6


Рисунок 1


Расположение соединительных пластин на зажимах статора 3-х фазного асинхронного электродвигателя при соединении обмоток:

а) звездой

б) треугольник


Из двух напряжений, приведенных на щитке машины, меньшее отвечает соединению обмоток треугольником, а большее звездой. Начало обмоток отдельных фаз статора принято обозначать символами: С1, С2, С3, а концы их соответственно С4, С5, С6 (рисунок 1).

Если маркировка зажимов на машине не соответствует, то разметка их выполняется при помощи контрольной лампы или вольтметра.

Ротор, представляет собой цилиндр, собранный из дисков электротехнической стали, который надежно закреплен на валу машины. В пазах ротора расположенных возле его поверхности находится короткозамкнутая обмотка.

При включении обмоток статора в трехфазную сеть по ним текут токи и образуются вращающееся магнитное поле статора, скорость которого, (об/мин):

П1 = 60 ∙ f / р, (1)


где f – частота токов, обтекающих обмотки статора.


Это поле наводит в короткозамкнутой обмотке ротора ЭДС, над влиянием которых возникает индуктированные токи, взаимодействующие с вращающемся магнитным полем статора, в результате чего ротор приходит во вращение со скоростью:


П2 = П1 ∙ (1 - S), (2)


где S - величина скольжения


S = (П1 - П2) / П1 (3)


Для изменения направления вращения ротора необходимо изменить порядок следования фаз питающей сети, для чего достаточно поменять местами любые два провода, подходящие к зажимам обмоток статора.

При холостом ходе скорость вращения ротора П2 мало отличается от скорости вращения П1 магнитного поля статора и скольжение при этом режиме всего лишь доля процента.

При нагрузке электродвигателя эта скорость П2 несколько уменьшается, а скольжение соответственно увеличивается, достигая при номинальной мощности на валу значения порядка:


Sn = от 3% до 8%


Применение тахометра для измерения скорости вращения ротора П2, мало отличающейся от номинальной скорости вращения П1, магнитного поля статора, особенно при малых нагрузках электродвигателя, обуславливает некоторую неточность при вычислении величины скольжения S по формуле (3).

Для асинхронных электродвигателей существенной характеристикой является зависимость вращающегося момента М от скольжения S, т.е. кривая М = f(S) вид которой очень зависит от типа обмотки ротора.

Для асинхронных электродвигателей с ротором, имеющим простую короткозамкнутую клетку, кривая М = f(S) имеет вид, представленный на рисунке 2. Нормальная работа асинхронного электродвигателя протекает на прямолинейном участке характеристики М = f(S) при небольшом скольжении порядка нескольких процентов, при моменте на валу, не превышающем его номинального значения Мн, определяемой по формуле:


Мн = 975 ∙ Рн / Пн, (4)


где Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Пн – номинальная скорость вращения ротора, об/мин.


M


Mмакс

Мн


S

Sн


Sк


Sn


Рисунок 2


Однако, при работе асинхронного электродвигателя не исключается возможность его кратковременной перегрузки, ограниченной величиной максимального, опрокидывающего или критического момента Ммакс, которому Sк и допустимым тепловым режимом машины.

Предельная перегрузка Iмакс асинхронного электродвигателя обычно определяется величиной отношения:


Iмакс = Ммакс / Мн, (5)


которое для асинхронных машин мощностью от 0,6 до 100 кВт с различным исполнением короткозамкнутого ротора составляет от 1,7 до 2,7 и выше.

Весьма важной характеристикой этих машин является отношение пускового момента Мп к номинальному Мн т.е.


Iп = Мп / Мн (6)


равное от 0,8 до 2, а также кратности пускового тока Iп по отношению к номинальному Iн т.е.


Ii = Iп / Iн (7)


которая составляет от 4 до 7 и выше.


Для ограничения значения пускового тока электродвигателей средней и большей мощностей применяется пуск при сниженном напряжении, подводимом к обмоткам статора.

Однако снижения напряжения, хотя и дает соответствующее уменьшение пускового тока, но может применяться только в тех случаях, когда не требуется значительный пусковой момент пропорциональный квадрату напряжения подведенного к обмоткам статора.

Каждый трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором характеризуется следующими номинальными величинами:

мощностью Рн, кВт; линейным напряжением Uн, в; линейным током Iн, а; типом соединения обмоток статора (треугольник или звезда), частотой fн, Гц; скоростью вращения ротора n2н, об/мин; КПД н и коэффициентом мощности cos Iн, которые приводятся на его заводском щитке и соответствуют номинальному тепловому режиму, при температуре окружающего воздуха 35°С.

Величины Ммаксн; Мпн и Iп/Iн находятся из таблицы каталогов электрических машин.


Теоретическое обоснование работы.


Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называют зависимости его основных параметров от полезной нагрузки:

I, P, M, S,c os , = f (P2)

при U1 = Uн = const

f = fн = const


Кроме того, к рабочим характеристикам относят перегрузочную способность двигателя:


Км = Мкр / Мн (8)


I1,M,,cos ,n,S

I1

M

Cos


n

S


0 P2




Рисунок 3


Cкоростная характеристика.


n = f(P2) или S = f(P2)

При холостом ходе, т.е. при Р2 = 0, ротор вращается со скорос-

тью п=n, где n=60∙f/p - скорость вращающегося магнитного поля.

При увеличении нагрузки скорость вращения n уменьшается, а

скольжение растет в связи с ростом потерь в меди Рт2 по извес-

тной формуле:


S = Pn2 / Pм, (9)


где Рм - электромагнитная мощность двигателя.

Обычно при Р2 = Рн скольжение S = от 1,5 до 5%. Поэтому харак-

теристика имеет вид кривой, слабо растущий от 0 до 1,5 5% при

увеличении нагрузки от 0 до номинальной. Зависимость представ-

ляет собой кривую, обратную кривой скольжения и поэтому слабо

наклонную к оси абцисс. На рабочем участке имеет скоростную ха-

рактеристику двигателя параллельного возбуждения, часто называе-

мую жесткой.


Моментная характеристика.


М = f(P2)

Зависимость полезного момента от P2 определяется уравнением:


М2 = 9,55 ∙ Р2 / n, (10)


где Р2-,кВт; n-,об/мин; М2-,Н∙м.

В связи с большой жесткостью характеристики n=f(P2) скорость ма-

ло влияет на изменения М2, из-за чего М2 почти пропорционален Р2

и моментная характеристика представляет чуть изогнутую кривую.


Зависимость сos = f(P2).

Ток ассинхронного двигателя при х.х. затрачивается в основном на

намагничивание и имеет преимущественно индукционный характер,

поэтому cos 0,2-0,3 с ростом Р2 растет активная составляющая

тока и с ней cos .

Однако, начиная с нагрузок близких к Р2ном сказывается увеличе-

ние S, от которого зависит индукционное сопротивление вращающего

ротора, равное X2s = X2s .

Поэтому здесь сos начинает снижаться.


Зависимость Р = f(P2).


Полные потери в двигателе составляют Р=Pn1+Pn2+Pc+Pnx+Pд.

Часть этих потерь, (Pc+Pnx+Pд) может сочитаться постоянной, т.к.

от нагрузки практически не зависит. Другая часть - потери в про-

водниках обмоток Рn1 и Pn2 - изменяется пропорционально квадрату

тока. Добавочные потери зависят частью от тока, частью от напря-

жения. При малых нагрузках основную роль играют постоянные поте-

ри. резко нарастает при росте Р2 и достигает максимального зна-

чения при Р2 0,75 Р2ном.

В дальнейшем все больше сказывается быстрый рост переменных по-

терь, пропорциональных II, и снижается.


Перегрузочная способность двигателя

или, иначе, его опрокидывающий момент в относительных единицах

определяется отношением:


Км = Мкр / Мн (11)


Оборудование:


Генератор постоянного тока мощностью 1кВт.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью

1,1кВт.

Два амперметра на 5 а и на 10 а.

Нагрузка ламповая мощностью 1,2кВт.

Два вольметра.

Два реостата: на 1000 Ом 0,4 a и пусковой.


ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ


1.Собрать схему для снятия рабочих характеристик асинхронного

двигателя (смотри рисунок 2).

2.Снять скоростную характеристику асинхронного двигателя n=f(P2)

или S=f(P2).

Нагрузка на валу асинхронного двигателя увеличивается с по-

мощью включения ламп в цепь якоря нагрузочного генератора. При

этом замеряются: I1; U; cos ; n асинхронного двигателя и U1; I

генератора.

Результаты заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

┌──┬──┬──────┬─────────────┬────┬───────────────┬──────┬───────┐

│U1│I1│P=3∙Pф│ cos = │Uген│ P2ад= │ n2 │S=(n1- │

│ │ │ │=P1/(3∙U1-I1)│ │=Uген∙Iген/0,84│ │-n2)/n1│

│в │а │ Вт │ │ в │ Вт │об/мин│ │

├──┼──┼──────┼─────────────┼────┼───────────────┼──────┼───────┤

│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │ │ │ │ │ │ │

└──┴──┴──────┴─────────────┴────┴───────────────┴──────┴───────┘


По этим данным строим зависимость n=f(P2) и S=f(P2).

3.Построим моментную характеристику М=f(P2) при помощи данных

таблицы 1. Значения момента определяются по формуле

М=9,55∙1000∙Р2/n (Н∙м).

4.Построить зависимость сos =f(P2).

5.Построить зависимость =f(P2) определяя значения по формуле:


= Р2 ∙100% / Р1 (12)


При снятии характеристик асинхронного тока с ламповой нагрузкой

в якорной цепи мощностью 1,0 кВт. Схема обеспечивает возможность

подключения машины постоянного тока к сети, переводя ее в режим

двигателя, а асинхронный двигатель в режим генератора.

6.Главные выводы и заключения.


380 B

A B C


Р


ПР1 ПР2 ПР3

“СТОП” “ПУСК” 1Р


V





1Р 1Р 1Р


1РТ 2РТ

A


1РТ 2РТ

Л1 B1


Л2 B2


С2 Л3 B3

С1 С3

Л4 B4


A


А


v


C1`


Г

C2`


Д1 Д2

ОВ А

Ш1


ОВГ

mA

A

Ш2


ЛИТЕРАТУРА


А.А. Иванов "Лабораторные работы по электрическим машинам и элек-

трооборудованию" стр. 45-57


Техника безопасности по электродвигателям.


1.Перед включением электродвигателя проверить наличие загради-

тельных сеток на всех движущихся частях.

2.Во время пуска электродвигателя следить за током в сети стато-

ра жл. двигателя по показаниям амперметра.

Для нормальной работы электродвигателя поддерживать напряжения

на шинах в пределах 100-105% номинального.

3.Электродвигатель отключить от сети при:

а) несчастном случае (или угрозе его) с человеком, требующим не-

медленной остановки электродвигателя;

б) появления дыма или огня в электродвигателе;

в) вибрации сверх допустимой нормы;

г) поломке приводного механизма;

д) нагреве подшипников сверх допустимой температуры;

е) значительном снижении числа оборотов и быстром его нагреве.

______ _K_╫_M_▐_____________A____*.FRM_________________________________________*.MAC______________________________________________________________<_____Б_____                                        _

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconАсинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором со степенью защиты ip 55 и изоляцией класса f каталог. 2005 г. 324 стр англ яз. Двигатели стандартного ряда. Способ охлаждения ic 411. Использование изоляции по классу В
Асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором со степенью защиты ip 55 и изоляцией класса f каталог. 2005...

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра прикладной химии и физики
Ад делятся на два типа: электро­двигатели с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Наибольшее распространение во всех областях...

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconТемпературное реле на базе микроконтроллера
При эксплуатации мощного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АД) в режиме работы S4 существует опасность перегрева...

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconТранзисторный реверсивный коммутатор, ведомый однофазной сетью, для запуска и работы трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconПреобразователи частоты и устройства плавного пуска зачем это нужно?
Никто не будет отрицать, что на данный момент вся мировая промышленность держится на асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым...

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconТическое моделирование систем
Цель работы: исследование динамических свойств систем электропривода на базе асинхронного короткозамкнутого двигателя и асинхронного...

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconАсинхронная машина с массивным ферромагнитным ротором и конденсаторным возбуждением
Показаны условия и возможности создания асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением на основе асинхронной машины с массивным...

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconА. Н. Бирюков расчет трехфазного
Расчет трехфазного асинхронного двигателя: Учеб пособ по вып курс работы/ А. Н. Бирюков; Самар гос техн ун-т. Сызрань, 2010 54с

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором icon5. 7 Применение асинхронного двигателя с фазным ротором для привода шахтной подъёмной установки
Применение асинхронного двигателя с фазным ротором для привода шахтной подъёмной установки

Испытание трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором iconПолупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети переменного тока


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница