Исследование машин постоянного тока. Исследование асинхронного двигателя, страница 5

В работе исследуются рабочие характеристики универсального асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с питанием от однофазной сети и использованием фазосдвигающего конденсатора С1 (рис. 7.4).


Изменение напряжения на обмотках статора двигателя осуществляется дросселем насыщения Т1, принцип действия которого основан на использовании нелинейности кривой намагничивания ферромагнитных материалов B = f(H). Дроссели насыщения представляют собой простейшие нереверсивные (однотактные) магнитные усилители, отличающиеся от других магнитных усилителей тем, что по их нагрузочным обмоткам протекает переменный ток. Для развязки цепи управления и рабочих обмоток wр в одной из возможных конструкций дросселя насыщения рабочие обмотки размещаются на крайних стержнях и соединяются таким образом, чтобы ЭДС, наведенная переменным магнитным потоком в обмотке управления wу, была равна нулю (см. рис. 7.3, б).

Напряжение U1 на обмотках статора асинхронного двигателя (M1) регулируется изменением тока управления дросселя насыщения Iу. Нагрузкой на валу асинхронного двигателя служит машина постоянного тока (M2), работающая в режиме генератора. Ток в обмотках статора двигателя I1 и потребляемая активная мощность P1a , напряжение на якоре генератора постоянного тока Uг и ток якоря Iг измеряются соответствующими приборами.

Частота вращения ротора асинхронного двигателя Ω2 (n2 [об/мин]) измеряется цифровым частотомером с использованием специальной схемы фотодиодного датчика.

Программа выполнения работы

Вначале следует ознакомиться со схемой макета, приборами и регулировками (см. рис. 7.4).

1. Исследование характеристик дросселя насыщения.

1.1. Поставить переключатели: SA1 “Нагрузка ДН” в положение R, SA2 “Возбуждение генератора”, SA3 “Внешняя ЭДС генератора” и SA4 “Ток нагрузки” – в положение “Выкл”. Включить макет в сеть.

1.2. Исследовать зависимость напряжения U1 и тока I1 в нагрузке от тока управления Iу : U1 , I1 = f(Iу) при подключении в качестве нагрузки дросселя насыщения резистора с активным сопротивлением R2 . Ток управления изменять резистором R1.

1.3. По полученным данным рассчитать зависимость индуктивности рабочих обмоток дросселя насыщения Lp от тока управления Iу:

Lp = Uр / 2πfI1 = (Uсети – U1) / 2πfI1 ≈ (220 – U1) / 314I1 .

1.4. Рассчитать статический коэффициент усиления дросселя насыщения для линейного участка зависимости I1 = f(Iу): K = ΔI1 / ΔIу .

2. Исследование характеристик асинхронного двигателя.

Поставить переключатель SA1 в положение “Двигатель”, а переключатели SA2, SA3, SA4 – в положение “Выкл”.

2.1. Исследовать характеристики холостого хода асинхронного двигателя в зависимости от входного напряжения U1: I1, P1а, s, cos φ1 = f(U1). Напряжение U1 изменять регулировкой тока управления Iу дросселя насыщения.

Для минимального напряжения U1 ≈ 130 В произвести оценку механических потерь и потерь в стали в машине постоянного тока (SA2 – в положение “Вкл”, SA3, SA4 – “Выкл”): Pмех + Pст  ≈ P1а – 3I21r1, где  r1 – сопротивление обмоток статора асинхронного двигателя.

2.2. Исследовать рабочие характеристики асинхронного двигателя: зависимости I1 , P1a , s, n2, M, η, cos φ1 = f(P2) для двух напряжений U1 ≈ 130 В и максимально возможного U1 = (210…220) В.