Міністерство освіти І науки україни

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………………….4

Загальні відомості щодо виконання лабораторних робіт

та техніка безпеки……………………………………………………………………5

Перелік лабораторних робіт

Лабораторна робота №3 Дослідження асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором…………………………………………………………8

Ла­бо­ра­то­р­на ро­бо­та №4 Дослідження асинхронного двигуна

з фазним ротором…………………………………………………………………...27

Список літератури………………………………………………………………….39


ВСТУП

Курс "Електричні машини" призначений для оволодіння теоретичними та практичними знаннями процесів електромеханічного перетворення енергії, загальними принципами роботи, функціональної та конструкторської побудови електричних машин.

Знання, набуті студентами під час освоєння курсу, використовують під час вивчення наступних професійно-орієнтованих дисциплін.

Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з вивчення навчальної дисципліни „Електричні машини" для студентів за напрямами «електромеханіка» і «електротехніка та електротехнології», мають за мету поглибити знання під час виконання лабораторних робіт.

Для підготовки до захисту після кожної лабораторної роботи наведені питання, на які студент повинен дати вірні відповіді.

Лабораторні роботи з курсу „Електричні машини" є невід'ємною частиною курсу. Даними методичними вказівками передбачено виконання двох лабораторних робіт з розділу: асинхронні машини.

Дані лабораторні роботи виконують в обсязі згідно із робочою програмою.


^ ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ЩОДО ВИКОНАННЯ
ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ ТА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ


Виконання лабораторних робіт

1. 
   Виконання лабораторної роботи складається з роботи студента у лабораторії, а також самостійної роботи.
   
2. 
   Самостійно робота студента передбачає:
   
   1. 
      теоретичну підготовку до наступної роботи;
      
   2. 
      підготовку відповідей на контрольні запитання, що наведені у роботі;
      
   3. 
      аналіз результатів дослідів, що виконувались у лабораторії;
      
   4. 
      оформлення звітів про виконання лабораторних робіт.
      
3. 
   Теоретична підготовка до наступної лабораторної роботи передбачає:
   
   1. 
      проробку розділів теорії, що визначають зміст та методику досліджень;
      
   2. 
      проробку методичних вказівок до лабораторної роботи з використанням рекомендованих підручників та посібників;
      
   3. 
      оформлення бланку до звіту про виконання лабораторної роботи.
      
4. 
   Робота студента у лабораторії передбачає наступні етапи:
   
   1. 
      отримання допуску до лабораторної роботи;
      
   2. 
      отримання дозволу на ввімкнення лабораторної установки (стенда);
      
   3. 
      проведення дослідів та запис результатів вимірів;
      
   4. 
      захист звітів про виконання лабораторних робіт.
      

Оформлення звітів про виконання лабораторних робіт

1. 
   Звіти про виконання лабораторних робіт складаються окремо для кожної лабораторної роботи.
   
2. 
   До складу кожного звіту повинні входити: номер, назва, мета, програма роботи, електрична схема, таблиці, розрахункові формули та висновок.
   
3. 
   Після виконання останньої в семестрі лабораторної роботи оформлюється загальна титульна сторінка для всіх робіт.
   

Захист звітів про виконання лабораторних робіт

1. 
   Захист звітів про виконання лабораторних робіт здійснюється кожним студентом окремо.
   
2. 
   Захист звітів про виконання лабораторних робіт здійснюється як під час проведення лабораторних робіт за розкладом, так і під час додаткових консультацій.
   
3. 
   Студенти, які не виконали всі лабораторні роботи або не захистили всі звіти, передбачені навчальним планом, не допускаються до екзамену (заліку).
   

^ Техніка безпеки

У лабораторії «Електричні машини» використовується напруга змінного і постійного струму до 380 В. При недотриманні правил техніки безпеки така напруга становить серйозну небезпеку.

Опір тіла людини визначається головним чином опором шкірного покриву, що істотно залежить від ступеня зволоження, наявності ушкоджень і т.д. Тому цей опір може змінюватися в дуже широких межах. У розрахунках з техніки безпеки звичайний опір тіла людини беруть рівним 1 кОм.

Електричний струм, проходячи через тіло людини, виконує тепловий, хімічний і біологічний вплив. Хімічна дія струму веде до електролізу крові та інших розчинів, які містяться в організмі, що призводить до зміни їхнього хімічного складу. Біологічна дія електричного струму виявляється в небезпечному порушенні живих клітин організму, що може супроводжуватися судорогами, явищами паралічу.

Ступінь ураження людини і величина електричного удару залежать головним чином від значення струму, який проходить через тіло людини, а також шляху проходження струму в тілі людини і тривалості його проходження.


^ Основні правила з техніки безпеки

1. Перед початком складання схеми необхідно переконатися в тому, що автоматичний вимикач на стенді знаходиться у вимкненому стані.

2. Вимірювальні прилади і досліджувані апарати необхідно розміщати таким чином, щоб у процесі виконання роботи була виключена можливість випадкового дотику до оголених струмоведучих частин.

3. Не допускається використання приладів та апаратів з несправними затискачами, провідників з ушкодженою ізоляцією, несправних реостатів, тумблерів та іншого устаткування.

4. Складання схеми необхідно виконувати за можливості без перехрещування провідників, не можна натягувати і згинати провідники. Використані провідники необхідно прибрати з робочого місця.

5. Категорично забороняється проводити будь-які операції на головних розподільних щитах, а також за межами робочого місця.

6. Напругу на схему подають тільки після дозволу викладача, попередивши про це всіх студентів, які працюють на даному робочому місці. При цьому рукоятки реґуляторів напруги повинні знаходитися на нульовій позначці.

7. У випадку припинення досліду або перерви в роботі схему необхідно відключити від мережі живлення.

8. Під час лабораторної роботи забороняється: робити перекомутації провідників схеми, яка знаходиться під напругою; торкатися до оголених струмоведучих частин; вмикати схему після будь-яких змін у ній до перевірки викладачем; залишати без догляду схему, яка знаходиться під напругою.

10. У всіх випадках виявлення несправного устаткування, вимірювальних приладів, провідників, з появою специфічного запаху, диму, потрібно вимкнути напругу і негайно сказати про це викладачеві.

11. Після закінчення роботи необхідно вимкнути напругу, розібрати схему, упорядкувати робоче місце.

^ Лабораторна робота №3


Дослідження асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

(стенд № 3)


Мета роботи - визначення експлуатаційних властивостей асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором методом безпосереднього навантаження та за допомогою дослідів холостого ходу (хх) та короткого замикання.


3.1 Про­гра­ма ро­бо­ти

3.1.1 Ви­вчи­ти за ре­ко­ме­н­до­ва­ною лі­те­ра­ту­рою, навчальними пла­ка­тами, ді­а­фі­ль­мами, кі­но­фі­ль­мами, і ла­бо­ра­то­р­ними ма­ке­т­ними сте­н­дами конструкцій, прин­цип дії три­фа­з­но­го аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з кз ро­то­ром, йо­го ме­ха­ні­ч­ні й ро­бо­чі ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки і ме­то­ди­ку їх знімання, порядок про­ве­ден­ня до­слі­дів хх, кз і без­по­се­ре­д­ньо­го на­ва­н­та­жен­ня аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на, по­бу­до­ву кру­го­вої ді­а­г­ра­ми і на її ос­но­ві ро­бо­чих ха­ра­к­те­ри­с­тик аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на.

3.1.2 Зро­би­ти пря­мий, ав­то­тра­н­с­фо­р­ма­то­р­ний пуск аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на і здій­с­ни­ти йо­го ре­верс.

3.1.3 Зня­ти екс­пе­ри­ме­н­та­ль­ні да­ні аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром при рі­з­них зна­чен­нях напруги ме­ре­жі ме­то­дом без­по­се­ре­д­ньо­го на­ва­н­та­жен­ня і по­бу­ду­ва­ти йо­го ме­ха­ні­ч­ні та ро­бо­чі ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки.

3.1.4 Про­ве­с­ти до­слі­ди ХХ і КЗ аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на; на ос­но­ві отри­ма­них да­них по­бу­ду­ва­ти кру­го­ву ді­а­г­ра­му і на її ос­но­ві ро­бо­чі ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на.

3.1.5 По­рі­в­ня­ти ро­бо­чі ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки, отри­ма­ні при ви­ко­ри­с­тан­ні до­слі­дів без­по­се­ре­д­ньо­го на­ва­н­та­жен­ня й до­слі­дів ХХ і КЗ за до­по­мо­гою кру­го­вої ді­а­г­ра­ми.

3.1.6 Про­ве­с­ти ана­ліз ме­ха­ні­ч­них і ро­бо­чих ха­ра­к­те­ри­с­тик аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром і зро­би­ти ви­сно­в­ки про йо­го екс­плу­а­та­цій­ні вла­с­ти­во­с­ті.


^ 3.3 Опис уста­но­в­ки, об­ла­д­нан­ня і при­ла­дів

Еле­к­т­ри­ч­на схе­ма для до­слі­джен­ня аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром на­ве­де­на на рис.1 Ла­бо­ра­то­р­ний стенд (рис.1) уміщує ме­ха­ні­ч­но з’єд­на­ні на ва­лу аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром та­хо­метр для ви­мі­рю­ван­ня ча­с­то­ти обе­р­тан­ня і еле­к­т­ро­ма­г­ні­т­не га­ль­мо для здійснення на­ва­н­та­жен­ня; щи­то­ві ви­мі­рю­ва­ль­ні при­ла­ди, апа­ра­ту­ру для пу­с­ку і зу­пи­н­ки аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на.

Ча­с­ти­ни схе­ми, об­ве­де­ні пун­к­ти­ром, зі­бра­ні все­ре­ди­ні сте­н­да. По­да­ча й знят­тя змін­ної напруги на вхід трифа­з­но­го ЛА­Т­Ра здій­с­ню­єть­ся ав­то­ма­том пу­с­ко­вим (АП), який зна­хо­дить­ся на пра­вій бо­ко­вій па­не­лі сте­н­да (управо – ввімкнений, улі­во - ви­м­к­не­ний). Клю­чем S₂ по­да­єть­ся на­пру­га на од­но­фа­з­ний ЛАТР2, яким ре­гу­лю­єть­ся ви­пря­м­ле­ний ви­пря­м­лячем по­стій­ний стру­м об­мо­тки еле­к­т­ро­ма­г­ні­т­но­го га­ль­ма (Т) за А₅.

Ре­гу­лю­ван­ня на­пру­ги U₁, що по­да­єть­ся до клем А2, В2, С2 на об­мо­т­ки ста­то­ра аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на, здій­с­ню­єть­ся лі­вою ру­ч­кою (1) три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра (лі­ве край­нє по­ло­жен­ня ру­ч­ки 1 від­по­ві­дає мі­ні­ма­ль­ній на­пру­зі на аси­н­х­рон­но­му дви­гу­ні, пра­ве - ма­к­си­ма­ль­ній). Ін­ші ви­во­ди три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра А1, В1, С1, А3, В3, С3 і ру­ч­ка 2 у да­ній ро­бо­ті не ви­ко­ри­с­то­ву­ю­ть­ся. Ве­ли­чи­на ак­ти­в­ної по­ту­ж­но­с­ті, що спо­жи­ва­єть­ся аси­н­х­рон­ним дви­гу­ном з ме­ре­жі, ко­н­т­ро­лю­єть­ся за кі­ло­ва­т­ме­т­ром KW8, лі­ній­ні стру­ми й на­пру­га – від­по­ві­д­но за А1, А2, А3, V6.

Пе­ре­ми­кач (П) слу­жить для пе­ре­ми­кан­ня та­хо­ме­т­ра при ре­ве­р­сі аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на (управо – обе­р­тан­ня аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на за го­дин­ни­ко­вою, влі­во – про­ти го­дин­ни­ко­вої стрі­л­ки).





Рис.1


Рис. 1

^ 3.4 По­ря­док ви­ко­нан­ня ро­бо­ти

3.4.1 За­пи­са­ти па­с­по­р­т­ні да­ні аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром за фо­р­мою, вка­за­ною на за­вод­сь­кій таб­ли­ч­ці.

3.4.2 Зі­бра­ти схе­му згі­д­но із рис.1. По­ча­т­ко­ве по­ло­жен­ня апа­ра­ту­ри: АП – вві­м­к­не­но (влі­во); ру­ч­ка (1) три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра2 - у край­ньо­му лі­во­му по­ло­жен­ні, що від­по­ві­дає мі­ні­ма­ль­ній на­пру­зі, що по­да­єть­ся на еле­к­т­ро­ма­г­ні­т­не га­ль­мо Т (струм по А5=0), пе­ре­ми­кач П у пра­во­му по­ло­жен­ні.

3.4.3 Здій­с­ни­ти пря­мий пуск аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром:

3.4.3.1 Ру­ч­ку (1) три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра установити у край­нє пра­ве по­ло­жен­ня (по­в­зу­н­ки ЛА­Т­Ра вгорі).

3.4.3.2 Уві­мкну­ти АП (упра­во) і відра­зу спо­сте­рі­га­ти стри­б­ки стру­му за А1, А2, А3 і по­ту­ж­но­с­ті по KW8; пі­с­ля роз­го­ну аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на пе­ре­ко­на­ти­ся за А1, А2, А3 у зме­н­шен­ні стру­му, а по KW8 – у зме­н­шен­ні по­ту­ж­но­с­ті аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на при йо­го ро­бо­ті на ХХ

3.4.3.3 Зу­пи­ни­ти аси­н­х­рон­ний дви­гун по­во­ро­том ру­ч­ки (1) три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра у край­нє лі­ве по­ло­жен­ня (по­в­зу­н­ки ЛА­Т­Ра вни­зу), увімкнути S2 (вгору) і по­во­ро­том ру­ч­ки од­но­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра2 управо по­да­ти струм у ко­ту­ш­ку еле­к­т­ро­ма­г­ні­т­но­го га­ль­ма Т (за А І=І_А). Тіль­ки-но ро­тор аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на ЗУ­ПИ­НИТЬ­СЯ, по­ве­р­ну­ти ру­ч­ку од­но­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра2 у край­нє лі­ве по­ло­жен­ня; ви­м­к­ну­ти (вниз) S2 і АП (влі­во).

3.4.4.Здій­с­ни­ти ав­то­тра­н­с­фо­р­ма­то­р­ний пуск аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на:

3.4.4.1 Уві­мкну­ти АП (впра­во); пла­в­но по­ве­р­та­ю­чи ру­ч­ку 1 три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра в край­нє по­ло­жен­ня (по­в­зу­н­ки ЛА­Т­Ра вго­рі), ко­н­т­ро­лю­ва­ти по А1, А2, А3 І  5 А. По­ка­зання по V7 пі­с­ля пу­с­ку U1 = 220 В.

3.4.4.2. Зу­пи­ни­ти аси­н­х­рон­ний дви­гун, як вка­за­но в пун­к­ті 3.4.3.3, за­па­м’я­та­в­ши на­пря­мок обе­р­тан­ня йо­го ро­то­ра (за го­дин­ни­ко­вою стрі­л­кою).

3.4.5. Ви­ко­на­ти ре­верс аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на:

3.4.5.1 По­мі­ня­ти мі­с­ця­ми проводи фаз А і В; пе­ре­ми­кач П та­хо­ме­т­ра установити у лі­ве по­ло­жен­ня.

3.4.5.2 Здій­с­ни­ти ав­то­тра­н­с­фо­р­ма­то­р­ний пуск згі­д­но із п.3.4.4. Пе­ре­ко­на­ти­ся, що ро­тор аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на обе­р­та­єть­ся про­ти го­дин­ни­ко­вої стрі­л­ки, а стрі­л­ка та­хо­ме­т­ра пове­р­та­єть­ся, як і ра­ні­ше, за го­дин­ни­ко­вою стрі­л­ко­ю. Ре­верс здій­с­не­но.

3.4.5.3 Зу­пи­ни­ти аси­н­х­рон­ний дви­гун, як вка­за­но в пун­к­ті 3.4.3.3.

3.4.5.4 Пе­ре­ми­кач П та­хо­ме­т­ра по­ста­ви­ти в пра­ве по­ло­жен­ня і по­мі­ня­ти мі­с­ця­ми проводи фаз А і В.

3.4.6 Зня­ти екс­пе­ри­ме­н­та­ль­ні да­ні аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром ме­то­дом без­по­се­ре­д­ньо­го на­ва­н­та­жен­ня при рі­з­них зна­чен­нях на­пру­ги на живлення:

3.4.6.1 Здій­с­ни­ти пря­мий пуск аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на як вка­за­но в пун­к­ті 3.4.3.

3.4.6.2 Уста­но­ви­ти ру­ч­кою 1 три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра за V7 U₁=U_н=220В і за­пи­са­ти по­ка­зання при­ла­дів до табл.1.

3.4.6.3 Уві­м­к­ну­ти S2 і, пла­в­но по­ве­р­та­ю­чи ру­ч­ку од­но­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра 2 управо (7 за­мі­рів не пе­ре­ви­щу­ю­чи за А1, А2, А3 І  5А), за­пи­сувати щоразу по­ка­зання при­ла­дів до таб­л.1.

По­ка­зання та­хо­ме­т­ра з ме­тою еко­но­мії ча­су і то­ч­но­с­ті від­лі­ків не­об­хід­но за­пи­су­ва­ти та­ки­ми, які він по­ка­зує, і тіль­ки при під­ра­ху­н­ках зме­н­ши­ти в 2 ра­зи.

3.4.6.4 Ви­ве­с­ти ру­ч­ку од­но­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра2 у лі­ве край­нє по­ло­жен­ня і ви­м­к­ну­ти S2; установити ру­ч­кою трифа­з­но­го ЛА­Т­Ра за V7 U200 B і за­пи­са­ти по­ка­зання при­ла­дів до табл.1.

3.4.6.5 Аналогічно до п. 3.4.6.3 зня­ти 7 за­мі­рів і за­пи­са­ти ко­жного разу по­ка­зання при­ла­дів до табл.1.

3.4.6.6 Ви­ве­с­ти ру­ч­ку од­но­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра2 у край­нє лі­ве по­ло­жен­ня і ви­м­к­ну­ти S2; установити ру­ч­кою (1) три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра по V7 U230 B і за­пи­са­ти по­ка­зання при­ла­дів до табл.1.

3.4.6.7 Аналогічно до п. 3.4.6.3 зня­ти 7 за­мі­рів і за­пи­са­ти щоразупо­ка­зання при­ла­дів до табл.1.


Таб­ли­ця 1

На­пру­га на АД	№ п/п	Ви­мі­ря­но							Підраховано
		U1	IA	IB	IC	P1	n	M	I	S	P2		cos 
		В	А	А	А	кВт	об/хв	Нм	А	-	кВт	%	-
U1=UH	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
U1H	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
U1>UH	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7

3.4.6.8 Ви­ве­с­ти ру­ч­ку од­но­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра 2 в край­нє лі­ве по­ло­жен­ня і зу­пи­ни­ти аси­н­х­рон­ний дви­гун згідно із п. 3.4.3.3.

3.4.7 Здій­с­ни­ти до­слід ХХ аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром:

3.4.7.1 Здій­с­ни­ти пря­мий пуск аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на згідно із п. 3.4.3 Установити ру­ч­кою 1 трифа­з­но­го ЛА­Т­Ра по V7 U230 B і за­пи­са­ти по­ка­зання при­ла­дів до табл.2.


Таб­ли­ця 2

№ п/п

Ви­мі­ря­но

Підраховано

U1

IA

IB

IC

P0

n

r

І0

3I02r1

P0’

сos0

sin0

Iом

В

А

А

А

кВт

об/хв

Ом

А

Вт

Вт

-

-

А

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3.4.7.2 Пла­в­но ру­ч­кою 1 трифа­з­но­го ЛА­Т­Ра зме­н­ши­ти на­пру­гу на аси­н­х­рон­но­му дви­гу­ні по V7 до U0,3Uн60 В (при­бли­з­но 10 вимірів) і за­пи­са­ти по­ка­зання при­ла­дів до табл.2. По­тім зме­н­ши­ти U1 від 60 В до 0. В цьо­му про­мі­ж­ку на­пру­ги ро­бо­та аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на не­стій­ка, тоб­то ча­с­то­та обе­р­тан­ня n весь час зменшується, то­му по­ка­зання при­ла­дів у цьо­му про­мі­ж­ку не за­пи­су­ва­ти. Опір фа­зи об­мо­т­ки ста­то­ра r₁ =13 Ом.

3.4.7.3 Зу­пи­ни­ти аси­н­х­рон­ний дви­гун згідно із п. 3.4.3.3.

3.4.8 Здій­с­ни­ти до­слід КЗ аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на з КЗ ро­то­ром:

3.4.8.1 Ме­ха­ні­ч­но за­сто­по­ри­ти ро­тор аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на (де­ре­в’я­ний ст­ри­жень вста­ви­ти між бо­л­та­ми му­ф­ти і кри­ш­кою під­ши­п­ни­ка аси­н­х­рон­но­го дви­гу­на).

3.4.8.2 Ува­га! По­да­ль­ші дії по­ви­нні бу­ти шви­д­ки­ми і пра­ви­ль­ни­ми, щоб не пе­ре­грі­ти за­сто­по­ре­ний аси­н­х­рон­ний дви­гу­н, тому що на­пру­гу по­дано, струм про­ті­кає, а ро­тор не обе­р­та­єть­ся і ве­н­ти­ля­ція від­су­т­ня. От­же слід про­ре­пе­ти­ру­ва­ти пун­к­ти 3.4.8.3, 3.4.8.4, 3.4.8.5 без увімкнення АП.

3.4.8.3 Увімкнути АП по­во­ро­том управо ру­ч­ки 1 три­фа­з­но­го ЛА­Т­Ра, збі­ль­ши­ти по V7 Uк 100 B (при цьо­му по А1, А2, А3 І_к1,5Ін 5А) і записати показання приладів до табл. 3.


Таб­ли­ця 3

№ п/п	Ви­мі­ря­но					Підраховано
	Uк	IA	IB	IC	Pк	Ік	zk	rk	xk	cosk	sink
	В	А	А	А	кВт	А	Ом	Ом	Ом	-	-
1
2
3
4
5
6
7
8
9

3.4.8.4 Поворотом ручки 1 трифазного ЛАТРа вліво зменшити по V7 U_к до величини 3010 B (приблизно 10 замірів, при цьому зафіксувати U_к, при якому розстопорений ротор не обертається); після цього зменшити U_к до 0, записуючи щоразу показання приладів до табл.3.

3.4.8.5 Вимкнути АП. Роботу закінчено.

^ 3.5 Обробка результатів. Звіт

Підготувати звіт за наведеним нижче планом:

1. 
   Назва, мета і програма роботи.
   
2. 
   Паспортні дані асинхронного двигуна з КЗ ротором згідно із формою, вказаної на заводській табличці.
   
3. 
   Схема установки згідно із рис.1.
   
4. 
   Табл.1, 2, 3 з експериментальними і розрахунковими даними.
   

Розрахункові формули


Для досліду безпосереднього навантаження


; ; ,

де М[Нм], n[об/хв], Р₂[кВт];

; ,

де Р₁[кВт]; m=3 – число фаз; U₁[B] – фазна напруга обмотки статора (в роботі обмотки статора з’єднані , тобто U_1ф=U_1л); І₁[А] – фазний струм обмотки статора (при з’єднанні  І₁ у схемі лінійний, тому );

,

де f=50 Гц – частота мережі; р – число пар полюсів, для даного двигуна р=2.


Для досліду ХХ


; r_1ф=15 Ом (для даного двигуна);

- постійні втрати [кВт] в сталі і механічні,

де P₀ [кВт],

,

де P₀ [кВт];

U₁ [B]; I₀[A] - відповідно лінійні напруга і струм;

[A] – струм, що намагнічує.


Для досліду КЗ


; ,

де P_к [кВт];

U_к [B], I_к [A] - відповідно лінійні напруга і струм;

; r_K =z_Kcos_K ; x_K =z_Ksin_K .

1.5.5 Побудова механічних характеристик асинхронного двигуна з КЗ ротором: n=f(M) i M=f(s) при різних значеннях напруги асинхронного двигуна (U₁=U_H; U₁H; U₁>U_H ). Їх приблизний вигляд показано на рис.2 і рис.3.

Формули, що необхідні для побудови цих характеристик:

[Hм], де Р_н [кВт]; n_н [об.хв]; Мн=(1,11,6)Мн;

(1,62,5М_н); ;; ; ;

; ; n_к=n₀(1-S_к);

Характеристика M=f(s), а за нею і n=f(M) (особливо нестійкі її ділянки, які не знімалися: аб, а₁б₁, а₂б₂) будується за формулою Клосса:



3.5.6 Побудова в одній системі координат для трьох значень напруги робочих характеристик асинхронного двигуна з КЗ ротором: S, r, сos , I, n, M=f(P2), приблизний вигляд яких для номінального режиму наведено на рис.4.

Щоб характеристики добре переглядалися в одній системі координат, їх необхідно виконати для кожного випадку в різних кольорах.

Масштаби, що рекомендуються для рис.4

; ; ; ;

; ; .

3.5.7 Побудова в одній системі координат за даними дослідів х.х і КЗ асинхронного двигуна з КЗ ротором характеристик: сos₀, I₀, I_0M, P₀, P₀’=f(U₁) i x_K, r_K, z_K, cos_K, P_K, I_K=f(U_K), приблизний вигляд яких наведено відповідно на рис.5,6. Визначення за ними номінальних значень функцій, необхідних для побудови кругової діаграми.

3.5.8 Побудова на основі експериментальних і розрахункових даних дослідів ХХ і КЗ асинхронного двигуна з КЗ ротором кругової діаграми, приблизний вигляд якої наведено на рис.7.

Побудова виконується у наступному порядку:

3.5.8.1 Проводять осі координат; вектор U_1Н з точки О вгору (у масштабі ); вибирають масштаб струму ; проводять I₀ під кутом ₀U_1Н (точка Н); проводять I_1К під кутом _кU_1Н (точка К).





Масштаби, що рекомендуються:

М_М=1Нм/см; М_n=100об/хв/см

Рис.2




Масштаби, що рекомендуються:

М_М=1Нм/см; М_s=0,1/см

Рис.3




Рис.4




Масштаби, що рекомендуються:

М_cos=0,1/см; М_I=0,2А/см; М’_Po=5Вт/см; М_Po=20Вт/см; М_U=20В/см

Рис.5





Масштаби, що рекомендуються:

М=5Ом/см; М_cos=0,1/см; М_P=50Вт/см; М_I=0,5А/см; М_U=20В/см

Рис.6


,

де U_1К=U_КН з рис.6 по І_КН; проводять відрізок НК, а потім – відрізок НС паралельно до осі абсцис; ділять відрізок НК навпіл (точка М), з точки М перпендикулярно відрізку НК проводять пунктир МО (до перетину з відрізком НС); з О₂ радіусом О₂Н проводять коло струмів.

3.5.8.2 Використовують кругову діаграму для визначення струмів. З точки О у масштабі струмів відкладають вектор так, щоб його кінець (точка Д) лежав на колі струмів

[мм].





Рис.7

З’єднавши точки ОД і Н, отримують трикутник ОДН, сторони якого визначають струми

^ I₀=m_IOH; I₂’=m_IHD; I₁=m_IOD.

Опускають перпендикуляр ДА з точки Д на вісь абсцис і отримують активну і реактивну складові струму статора

I_1a=m_IDА; I_1p=m_IOА.


3.5.8.3 Визначають за круговою діаграмою потужність, що підводиться. Відомо, що P₁=m₁U₁I₁cos₁, але тому, що U=const, а I₁cos₁=I_1a, то P₁=I_1a, тому P₁=m_pDа, де m_p=m_IU₁ – масштаб потужності [Вт/мм]. Потужність, що підводиться, відраховують від лінії абсцис, яку називають лінією потужності, що підводиться.

3.5.8.4. Визначають за круговою діаграмою корисну потужність. Її відраховують від кола струмів по прямій, що з’єднує точки на колі струмів, в якій корисна потужність Р₂=0. Такою прямою є НК (тому що в точках Н і К Р₂=0, тобто в режимах ХХ і КЗ). Таким чином, НК – лінія корисної потужності

P₂=m_pDв.

3.5.8.5 Визначають за круговою діаграмою електромагнітну потужність і електромагнітний момент.

Величина електромагнітної потужності визначається положенням її лінії. Для побудови електромагнітної потужності треба провести лінію через точки на колі струмів, у яких ця потужність дорівнює 0 (точки Н і Т). Точку Н отримують з досліду ХХ (S=0), а точку Т при S=. Але точку Т неможливо отримати при S=, тому будують лінію за Н і К₂. К₂ визначають шляхом поділу відрізку КК₃ на дві частини у співвідношенні ,

де (з досліду КЗ); r₁=15Ом (дано раніше).

Для точки Д Р_ЕМ=m_pDC.

Електромагнітний момент для асинхронного двигуна

_, або ,

де [Нм/мм], або [кГм/мм].

НТ – це лінія електромагнітної потужності й лінія електромагнітного моменту.

3.5.8.6 Визначають за круговою діаграмою коефіцієнт потужності (cos).

На осі ординат будують півколо (з центром О₁) довільного діаметра, але так, щоб це півколо проходило через точку О. Тоді . Для зручності діаметр півкола беруть рівним 100 мм. Тоді .

3.5.8.7 Визначають за круговою діаграмою ковзання. Через точку Н перпендикулярно осі абсцис проводять Н₀Q (точка Q довільно). Паралельно лінії електромагнітної потужності НТ з Q проводять QЕ і, беруть її за одиницю, ділять на 10 частин. Таким чином отримують шкалу ковзання (змінюється від 1 до 0). Для точки Д (наприклад) значення S визначається положенням лінії НД до перетину зі шкалою і, як видно з рис.7. S=0,125.

3.5.8.8 Визначають за круговою діаграмою ККД. Відомо, що Р₂=m_pDв, Р₁=m_pDа, тоді . Але цей спосіб дає велику похибку, тому що не враховуються додаткові втрати. Тому доцільніше

, або ,

де Р=Р_мех+Р_с1+Р_е1+Р_е2+Р_д; Р_мех+Р_с1=Р₀-m₁I₀²r₇₅, Р_е1=m₁I₀²r₇₅,

де з кругової діаграми r₇₅ – активний опір фазної обмотки статора, приведеної до температури 75⁰;

r₇₅= r ₁[1+(75⁰-₁)],

де =0,004 град^-1 – температурний коефіцієнт для міді; ₁- температура навколишнього середовища, або 20⁰С.

P_e2=SP_ем; Р_дн0,005Р₁; Р_д=Р_дн()².

3.5.8.9 Визначають за круговою діаграмою перевантажувальну спроможність асинхронного двигуна. Для визначення М з О перпендикулярно до НТ проводять лінію до перетину з колом струмів (точка g). Потім з точки g паралельно до U_1H проводять лінію до перетину з НТ (точка n). Тоді gn у масштабі моментів визначить величину М_к

М_к=gn m_M.

Для точки Д, якщо вона відповідає номінальному режиму роботи .

3.5.8.10 Визначають за круговою діаграмою початковий пусковий момент. Він визначається положенням на колі струмів точки К. Тоді

M_n=KK₂m_M.

3.5.9 Побудова робочих характеристик на основі кругової діаграми. Задаючись різними значеннями струмів статора, наприклад , і відмітивши на колі струмів відповідні точки D₁,D₂,D₃,D₄,D₅, визначають дані, необхідні для побудови робочих характеристик асинхронного двигуна, тобто s, , cos, M, n=f(P₂). U_H необхідно побудувати для випадку U=U_H пунктиром (рис.4). Потім порівнюють робочі характеристики, побудовані за дослідом безпосереднього навантаження і за дослідами ХХ і КЗ, і визначають, який з методів більш точний.

3.5.10 Аналіз механічних і робочих характеристик асинхронного двигуна з КЗ ротором і висновки про його експлуатаційні властивості.


Контрольні запитання

1. 
   Схема , конструкція і принцип роботи асинхронного двигуна з КЗ ротором.
   
2. 
   Порядок прямого і автотрансформаторного пуску асинхронного двигуна, його реверс.
   
3. 
   Порядок проведення дослідів ХХ, КЗ і безпосереднього навантаження.
   
4. 
   Побудувати механічні та робочі характеристики за даними досліду безпосереднього навантаження.
   
5. 
   Побідувати кругову діаграму за даними дослідів ХХ і КЗ
   
6. 
   Побудувати робочі характеристики з використанням кругової діаграми.
   
7. 
   Як змінюється частота обертання асинхронного двигуна і момент від напруги?
   
8. 
   Чи зміниться n₀ при зміні U₁ на асинхронному двигуні?
   
9. 
   Чи впливає на асинхронному двигуні напруга U₁ на , cos, M, n, s?
   
10. 
    Який метод більш точний для побудови робочих характеристик асинхронного двигуна: безпосереднього навантаження або з використанням кругової діаграми, побудованої за дослідами ХХ і КЗ?