Лабораторные работы по дисциплине «Электрические машины». Часть II, страница 10

3. Измерить сопротивление фазных обмоток статора на постоян­ном токе и найти среднее значение сопротивления фазы.

Методические указания

Для построения круговой диаграммы необходимо иметь следующие данные:

1. Ток, мощность холостого хода и угол сдвига фаз между то­ком и напряжением при номинальном подведенном напряжении: I, Р, j.

2. Ток, мощность двигателя в режиме короткогозамыкания, при­веденные к номинальному напряжению

;                                                        (18.1)

,                                                (18.2)

и угол сдвига фаз между током и напряжением

.                                             (18.3)

3. Сопротивление короткого замыкания

;    ,                                  (18.4)

и также сопротивления статора r1 и ротора r’2 » rк – r1.

Активное сопротивление должно быть приведено к расчетной темпера­туре 750С.

Построение круговой диаграммы

Рис. 17.2. Круговая диаграмма АД.

1. Выбирается масштаб тока m1, А/мм, мощности mp = 3Uн ×mI вращающего момента mM = mp / w1, Н/мм. Здесь w1 - синхронная угловая скорость вращения.

2. В прямоугольной системе координат под углом jо к оси ординат строится вектор тока холостого хода ОО1 = Iон / mI. Из точки О1 опускается перпендикуляр к оси абсцисс. На нем от­кладывается отрезок О1О2, =  DPмех / mp, представляющий собой ме­ханические потери в двигателе в масштабе мощности. Проведенный затем отрезок ОО2 представляет собой ток идеального холостого хода. Порядок определения механических потерь см. методические указания к лабораторной работе № 17. Ось абсцисс представляет со­бой линию подведенной мощности.

3. Под углом jк к оси ординат строится вектор ОК = Iкн / mI.

4. Концы векторов холостого хода и короткого замыкания (точ­ки О2 и К) соединяются отрезком О2К. Линия О2К пред­ставляет собой линию механической мощности.

5. Из точки O2 проводится прямая О2С параллельно оси абсцисс.

6. К середине отрезка O2K восстанавливается перпендикуляр до пересечения с линией O2C в точке F, которая является центром окружности токов. Радиусом FO2 = FK проводится ок­ружность токов.

7. Из точки К на диаметр О2Н опускается перпендику­ляр. Отрезок КС в масштабе сопротивлений равен активному со­противлению короткого замыкания. Отрезок КС делится на две части, пропорциональные сопротивлениям ротора и статора:

КВ : ВС = r’2 : r1.

Через точку B проводят линию O2B, которая представля­ет собой линию электромагнитной мощности.

8. Соединяя точки O1 и К, получают линию полезной мощности.

На круговой диаграмме дуга О2MК соответствует двигатель­ному режиму работы машины, точка K - режиму короткого замыка­ния при s = 1. Дуга KT характеризует работу машины в режиме электромагнитного тормоза (¥>s>1).

Определение рабочих характеристик по круговой диаграмме

Для определения рабочих характеристик двигателя по круговой диаграмме задается ряд точек на круге токов.

Порядок нахождения точки М, соответствующей максимально­му значению момента двигателя, показан на рис. 18.2 (FM ^ O2T и MG ^ O2H). Из выбранной точки (например, точка N) опуска­ется перпендикуляр Nd на диаметр O2H. Отрезок ОN в масштабе тока представляет собой ток статора, отрезок O2N при­веденный ток ротора. Угол между осью ординат и прямой равен углу сдвига между напряжением и током статора.

В масштабе мощности отрезок Nd представляет собой под­веденную мощность Р1 , отрезок Na1 – полезную мощность Р2 , отрезок Nb – электромагнитную мощность, отрезок Nb в масш­табе момента представляет собой электромагнитный момент двигате­ля. В масштабе мощности отрезок cd равен потерям в стали, от­резок cb - потерям в меди статора, отрезок ab - потерям в ме­ди ротора, отрезок aa1 – механическим потерям.

Скольжение s определяется как отношение потерь в меди ро­тора к электромагнитной мощности, т.е. s = ab / Nb. Кпд дви­гателя равен отношению полезной мощности к подведенной, т.е. h = Na1 / Nd.

Определенные таким образом для различных точек значения I1, Р1, Р2, h, cosj, M, s, n заносят в таблицу, на основании которой затем строятся рабочие характеристики.

Содержание отчета

1. Паспортные данные исследуемого двигателя, используемых приборов.

2. Электрическая схема установки.

3. Таблицы измерений и вычислений.

4. Характеристики холостого хода и короткого замыкания.

5. Круговая диаграмма, построенная на основании опытов холос­того хода и короткого замыкания.

6. Рабочие характеристики двигателя, построенныена основа­нии круговой диаграммы.

Контрольные вопросы

1. При каких условиях геометрическим местом концов векторов тока при изменении скольжения асинхронной машины является окруж­ность?

2. Покажите, что отрезок Nd представляет собой в масшта­бе мощности подведенную мощность, отрезок Nb - электромагнит­ную мощность, Na1 – полезную мощность, а отрезок a1d - суммарные потери. Какие потери выражают отрезки a1ааb, bc, cd?

3. Как определяется скольжение и кпд по круговой диаграмме? Расскажите, как строится шкала КПД, шкала скольжений.

4. В чем погрешности построения пусковых характеристик асин­хронного двигателя на основании круговой диаграммы?

5. Расскажите, как строится круговая диаграмма по опытам хо­лостого хода и короткого замыкания.

6. Расскажите, как по круговой диаграмме определяются данные для построения рабочих характеристик двигателя.

7. Покажите участок круговой диаграммы, соответствующей ге­нераторному режиму.

Литература

1. Петров Г.Н. Электрические машины.– М: Энергия, 1974. – Ч.1.

2. Вольдек А.И. Электрические машины. – Л: Энергия, 1974. – 840с.

3. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. – М.: Энер­гия, 1960. – 928с.

4. Копылов И.П. Электрические машины.– М.: Энергоатомиздат, 1986. – 360с.

5. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электричес­кие машины. –М.: Высшая школа, 1987. – Ч.I и II.