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  ≈ P_1а – 3I²₁r₁, где  r₁ – сопротивление обмоток статора асинхронного двигателя.

2.2. Исследовать рабочие характеристики асинхронного двигателя: зависимости I₁ , P_1a , s, n₂, M, η, cos φ₁ = f(P₂) для двух напряжений U₁ ≈ 130 В и максимально возможного U₁ = (210…220) В.