Электроснабжение железных дорог: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 15

В фазе с наибольшим током выделяется наибольшее количество тепла, поэтому при сохранении номинальной механической нагрузки на валу двигателя обмотка этой фазы может недопустимо перегреться вплоть до обугливания изоляции и выхода двигателя из строя.

Известно несколько подходов к выбору мощности асинхронного двигателя для условий работы при несимметричном режиме напряжений и постоянной механической нагрузке.

1. Мощность двигателя выбирается по наиболее загруженной фазе. Если в уравнении (6.3) сомножители правой части, кроме I_н считать приближенно постоянными и вместо I_н подставить значение I_max, то мощность двигателя, необходимая для длительной работы при определенной несимметрии напряжений, будет

.

В этом случае две другие фазы оказываются недогруженными по сравнению с фазой, имеющей максимальный ток.

2. Мощность двигателя выбирается по среднеквадратичному значению тока в трех фазах.

В формулу (6.3) вместо I_н подставляется I_э и определяется мощность двигателя, необходимая для нормальной работы на нагрузку в несимметричном режиме напряжений

.

Чтобы двигатель не вышел из строя при несимметрии напряжений, механическую нагрузку на него необходимо снижать. Если же механическую нагрузку уменьшить нельзя, то следует увеличить мощность самого двигателя, т.е. заменить на двигатель повышенной мощности.

Описание стенда

Испытывается асинхронный двигатель марки АОЛ 31–4 с короткозамкнутым ротором мощностью 0,6 кВт; номинальное напряжение 380/220 В, номинальный ток 1,6 А;
к.п.д. – 74 %, cosφ = 0,76;  кратность пускового тока К = 5. Питание к асинхронному двигателю подается через трансформатор Т напряжением U_н = 380/220 В (рис. 6.1).

Обмотка асинхронного двигателя  соединена треугольником, в каждую из сторон которого включены амперметры, а в наиболее загруженную фазу включен фазометр.

Несимметрия напряжений создается реостатом R₁ , включенным в фазу В первичной обмотки трансформатора Т, при этом наиболее загруженная фаза двигателя СА расположена против угла треугольника, питаемого линией В.

Переносным вольтметром V₁ измеряются междуфазные напряжения на обмотках двигателя.

Нагрузку для двигателя создает генератор постоянного тока независимого возбуждения Г, соединенный муфтой с валом двигателя. Нагрузкой генератора служат два параллельно соединенных реостата R₂. Ток в обмотке возбуждения  генератора W₁ регулируется реостатом R₃.

Схема стенда для выполнения лабораторной работы

Рис. 6.1

Содержание работы

При выполнении работы исследуется изменение нагрева двигателя в режиме несимметрии напряжений, изучаются процессы в наиболее загруженной обмотке его в этом режиме, оценивается снижение полезной нагрузки двигателя при этом.

Порядок выполнения работы

1.  Собрать схему в соответствии с рис. 6.1 и табл. 6.1. После чего реостат R₁ полностью вывести (R₁=0). Реостаты R₂ и R₃ полностью ввести и включить сеть 220 В. После того, как машина разгонится, включить возбуждение генератора, т.е. 110 В постоянного тока.

2.  Изменением сопротивлений реостатов R₂ и R₃  установить мощность генератора в соответствии с заданием, которая в дельнейшем  будет считаться полезной номинальной мощностью нагрузки P_нагр. Токи во всех  фазах двигателя должны быть примерно одинаковыми и принимаются за номинальные I_н по условиям нагрева двигателя при нагрузке P_нагр.

3.  Произвести измерения  и записать полученные результаты в таблицу 6.2. Принять cosφ  в наиболее загруженной в дальнейшем обмотке за номинальное значение и определить фактический коэффициент полезного действия двигателя, принимаемый также за номинальное значение. Для этого по формуле (6.3) рассчитать номинальную мощность двигателя, считать ее затраченной, а за полезную мощность принять заданное P_нагр.  

4.  Определить количеств тепла, выделяемого током в одной обмотке, по формуле (6.4), использовав значения сопротивлений статорных обмоток двигателя, приведенные в табл. 6.3.