Асинхронная машина с фазным ротором
1. Испытание трехфазной асинхронной машины с фазным ротором
Цель работы.
Целью работы является испытание асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах, режимах холостого хода и короткого замыкания, ознакомление со способом пуска машины в ход, обучение построению круговой диаграммы и ее использованию.
Программа работы.
Снять и построить рабочие характеристики машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах:
I1; P1; Q1; M2; n; s; cosφ; η = f (P2).
Таблица.1. Технические данные электрических машин постоянного и переменного тока, преобразователя угловых перемещений
|
Машина постоянного тока (тип 101.2) |
|
|
Номинальная мощность, Вт |
90 |
|
Номинальное напряжение якоря, В |
220 |
|
Номинальный ток якоря, А |
0,56 |
|
Сопротивление обмотки якоря и щеточного контакта Rа, Ом |
70 – 80 |
|
Обмотка возбуждения имеет две обмотки – Е1–Е2 Е3–Е4 |
|
|
Возбуждение машины: независимое или параллельное – обмотки возбуждения соединяются последовательно; последовательное ‑ обмотки возбуждения соединяются параллельно. |
|
|
Номинальный ток отдельной обмотки возбуждения, А |
0,25 |
|
Напряжение одной обмотки возбуждения Uf, В |
110 В |
|
Сопротивление одной обмотки возбуждения Rf, Ом |
600 |
|
КПД, % |
57,2 |
|
Направление вращения |
реверсивное |
|
Номинальная частота вращения, мин–1 |
1500 |
|
Режим работы |
двигательный, генераторный |
|
Машина переменного тока (тип 102.1) |
|
|
Число фаз на статоре |
3 |
|
Число фаз на роторе |
3 |
|
Схема соединения обмоток статора |
|
|
Схема соединения обмотки ротора |
Y |
|
Сопротивление фазной обмотки Rа, Ом |
24 |
|
Частота тока, Гц |
50 |
|
синхронная машина |
|
|
Номинальная активная мощность, Вт |
100 |
|
Номинальное напряжение, В |
230 |
|
Номинальный ток статора, А |
0,26 |
|
Ток возбуждения холостого хода, А |
1,6 |
|
Номинальное напряжение возбуждения, В |
22 |
|
Номинальный ток возбуждения, А |
1,85 |
|
Номинальная частота вращения, мин–1 |
1500 |
|
асинхронная машина |
|
|
Номинальная полезная активная мощность, Вт |
30 |
|
Номинальное напряжение, В |
127 |
|
Номинальный ток статора, А |
0,35 |
|
КПД, % |
36 |
|
cos jH |
0,73 |
|
Номинальная частота вращения, мин–1 |
1250 |
|
Преобразователь угловых перемещений (тип 104) |
|
|
Модель |
ВЕ 178А |
|
Число выходных каналов |
6 |
|
Число импульсов за оборот в серии |
2500 |
|
Диапазон изменения частот вращения вала, мин-1 |
0 . . . 6000 |
Перечень и данные аппаратуры стенда приведены в табл.2.
Таблица.2. Перечень и технические данные аппаратуры стенда
|
Обозначение/Тип |
Наименование |
Параметры |
|
G1/201.2 |
Трехфазный источник питания |
~ 400 В / 16 А |
|
G2/206.1 |
Источник питания постоянного тока |
= от 0 до 250 В/ 3 А (якорь) = 220 В/ 1 А (возбужд.) |
|
G3/209.2 |
Возбудитель синхронной машины |
= от 0 до 40 В / 3,5 А |
|
А2/347.1 |
Трёхфазная трансформаторная группа |
~ 3´80 ВА/ 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В |
|
А6, А8 /301.1 |
Трехполюсный выключатель |
~ 400 В / 10 А |
|
А9/307.1 |
Реостат в цепи ротора машины переменного тока |
3 ´ 0…40 Ом / 1 А |
|
А10/306.1 |
Активная нагрузка |
220 В / 3´0…50 Вт; |
|
А11/308.1 |
Реостат |
0…2000 Ом / 0.3 А |
|
А13/323.2 |
Реостат |
2×0…100 Ом / 1 А |
|
Р1/508.2 |
Блок мультиметров |
= ~ от 0 до 1000 В / от 0 до 10 А / от 0 до 20 МОм |
|
Р2/507.2 |
Измеритель мощностей активной и реактивной |
15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. |
|
Р3/506.2 |
Указатель частоты вращения |
минус 2000…0…плюс 2000 мин-1 |
2. Рабочие характеристики асинхронной машины с фазным ротором
Для снятия рабочих характеристик асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах машину постоянного тока необходимо использовать и в режиме генератора, и в режиме двигателя. Асинхронная машина испытывается в режиме двигателя по схеме рис. 3.1, а в режиме генератора – по схеме рис. 3.2.
Рис.3.1. Схема испытаний асинхронного двигателя
Рис. 3.2. Схема испытания асинхронного генератора
Опытные и расчетные данные, машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах заносим в таблицу №1
Таблица №1
|
U1 = 127В; f = 50 Гц; n1 = 1500об/мин |
||||||||||||
|
I1, А |
Pw, Вт |
Qw, вар |
n, об/мин |
IП, А |
UП, В |
P1, Вт |
P2, Вт |
s |
cosφ |
M2, Н·м |
η, % |
PП, Вт |
|
Режим двигателя. |
||||||||||||
|
0,31 |
11 |
19 |
1190 |
0,01 |
3,6 |
33 |
11,926 |
0,207 |
0,28 |
0,0016 |
36,14 |
0,036 |
|
0,32 |
14 |
19 |
1150 |
0,08 |
27,9 |
42 |
4,194 |
0,233 |
0,34 |
0,00058 |
9,986 |
2,23 |
|
0,33 |
14,5 |
19 |
1100 |
0,11 |
36,6 |
43,5 |
5,003 |
0,267 |
0,345 |
0,00072 |
11,5 |
4,026 |
|
0,34 |
15 |
19 |
1050 |
0,13 |
43,9 |
45 |
4,965 |
0,3 |
0,35 |
0,00075 |
11,03 |
5,71 |
|
0,35 |
16 |
19 |
1000 |
0,15 |
48,7 |
48 |
6,196 |
0,33 |
0,36 |
0,00098 |
12,91 |
7,305 |
|
Режим генератора. |
||||||||||||
|
0,31 |
11 |
19 |
1350 |
0,01 |
4,3 |
52,615 |
33 |
0,1 |
0,28 |
0,004 |
62,72 |
0,043 |
|
0,32 |
13 |
19 |
1315 |
0,102 |
32,9 |
62,991 |
39 |
0,123 |
0,32 |
0,0047 |
61,91 |
3,35 |
|
0,33 |
14 |
19 |
1300 |
0,13 |
43,3 |
68,238 |
42 |
0,133 |
0,33 |
0,0051 |
61,56 |
5,63 |
|
0,34 |
15 |
19 |
1290 |
0,16 |
52,4 |
73,538 |
45 |
0,14 |
0,35 |
0,0055 |
61,19 |
8,38 |
|
0,35 |
16 |
19 |
1280 |
0,176 |
56,6 |
78,908 |
48 |
0,147 |
0,36 |
0,0059 |
60,83 |
9,96 |
Обработка результатов испытания
Скольжение асинхронной машины s определится как
Р1 и Р2 – потребляемая и полезная мощности асинхронной машины.
В режиме двигателя.
В режиме генератора
Находим потери в стали сердечника статора машины U1=UH, механические потери в машине, электрические потери в обмотки статора, электрические потери в обмотки ротора и добавочные потери в машине.
Электрические потери в трехфазной обмотке статора найдутся как рэл1 = 3I12 r1
Добавочные потери в машине
Электрические потери в обмотке ротора
В режиме двигателя
В режиме генератора
Потери в стали сердечника статора машины механические потери в машине.
Коэффициент мощности, момент на валу двигателя и КПД находятся по формулам:
Мощность машины постоянного тока
