Однокопылов И.Г., Семенов С.М. Электрический привод. Статика. Лабораторный практикум

Подождите немного. Документ загружается.

АД с короткозамкнутым ротором наиболее просты по конструкции

и надежны в эксплуатации, имеют высокие технические показатели;

так, например, у асинхронных двигателей общепромышленного приме-

нения перегрузочная способность

1, 7 2, 5



. Главные недостатки

АД с к.з. ротором – излишняя чувствительность к напряжению питания

(

М  U

) и трудность регулирования скорости вращения.

3.4. Принципиальная электрическая схема стенда

Принципиальная электрическая схема стенда подразделяется на два

варианта (рис. 3.5, рис. 3.6).

Источник GA – источник синусоидального напряжения промыш-

ленной частоты.

Источник питания двигателя постоянного тока GB используется

для питания регулируемым напряжением обмоток машины постоянного

тока D2 с независимым возбуждением.

Преобразователь угловых перемещений DD генерирует импульсы,

поступающие на вход указателя частоты вращения IB электромашинно-

го агрегата.

Машина (асинхронный двигатель

с фазным ротором) D1 получает

питание от источника GA через трехфазную трансформаторную группу

TT и трехполюсный выключатель QA.

Реостат блока RC служит для изменения активного сопротивления

цепи ротора асинхронного двигателя D1.

Реостат блока RR ограничивает ток цепи якоря двигателя D2. Рео-

стат блока RB возбуждения машины постоянного тока ограничивает ток

цепи возбуждения нагрузочной машины.

Измеритель мощностей IP используется для измерения

активной

мощности в фазе «А» исследуемого двигателя.

С помощью мультиметров блока BM контролируются ток фазы

«А» двигателя D1 (амперметр А2) и ток цепи якоря двигателя D2 (ам-

перметр А1).

Для величин исследуемого двигателя принят индекс 1, для нагру-

зочного двигателя – 2.

Согласное или встречное включение двигателей D1 и D2 устанав-

ливаем по изменению направления скорости вращения предварительно

включенного двигателя. Если после пуска другого двигателя скорость

возросла – двигатели включены согласно, если скорость снизилась –

двигатели включены встречно.

3.5. Программа экспериментов

Порядок экспериментального исследования электропривода:

 проверка работоспособности стенда;

 снятие естественных характеристик  = f(I),  = f(M) в двига-

тельном режиме;

 снятие естественных характеристик  = f(I),  = f(M) в режиме

рекуперативного торможения;

 снятие естественных характеристик  = f(I),  = f(M) в режиме

торможения противовключением;

 снятие реостатных характеристик  = f(I),  = f(M) в двигатель-

ном режиме;

 снятие реостатных характеристик  = f(I),  = f(M) в режиме ре-

куперативного торможения;

 снятие реостатных характеристик  = f(I),  = f(M) в режиме

торможения противовключением



 снятие момента потерь ()



 агрегата (D1 + D2).

3.6. Подготовка стенда к эксперименту

3.6.1. Проверка работоспособности стенда по схеме первого

варианта опытов

Убедиться, что предохранители всех блоков исправны!

Проверку осуществлять по схеме рис. 3.5. Для этого необходимо

проделать следующее:

 Убедиться, что устройства, используемые в экспериментах, от-

ключены от сети электропитания.

 Собрать электрическую схему соединений тепловой защиты ма-

шины переменного тока (рис. 3.1).

 Соединить гнезда защитного заземления «» устройств, ис-

пользуемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника GA.

 Подключить аппаратуру в соответствии с электрической схемой

соединений (рис. 3.5).

 Переключатель выключателя QA установить в положение

«РУЧН.».

 Регулировочную рукоятку реостата RС повернуть в крайнее ле-

вое положение.

 Перевести регулировочную рукоятку реостата блока RB в поло-

жение, равное 200 Ом, а регулировочные рукоятки

Д1

и R

Д2

блока RR в

положение 0 Ом.

 Установить переключателем в блоке TT номинальное вторичное

фазное напряжение трансформаторов 133 В.

 Установить мультиметры на соответствующие пределы измере-

ний токов и напряжений.

 Включить источник GA. О наличии напряжений фаз на его вы-

ходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

 Включить выключатели «СЕТЬ» блоков, используемых в экспе-

рименте.

 Осуществить пуск двигателя D1 нажатием соответствующей

кнопки выключателя QA.

 Частоту вращения n [мин

–1

] двигателя D1 измерять с помощью

указателя IB.

 Активную P [Вт] и реактивную Q [Вар] мощности, потребляе-

мые двигателем D1, определять измерителем IP.

 Ток статора двигателя D1 измерять амперметром А2 блока BM.

3.6.2. Проверка работоспособности стенда по схеме второго

варианта опытов

Убедиться, что предохранители всех блоков исправны!

Проверку осуществлять по схеме рис. 3.6. Для этого необходимо

проделать следующее:

 Убедиться, что устройства, используемые в экспериментах, от-

ключены от сети электропитания.

 Собрать электрическую схему соединений тепловой защиты ма-

шины переменного тока (рис. 3.1).

 Соединить гнезда защитного заземления «» устройств, ис-

пользуемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника GA.

 Подключить аппаратуру в соответствии с электрической схемой

соединений (рис. 3.6).

 Переключатели режима работы источника GB и выключателя

QA установить в положение «РУЧН.».

 Регулировочные рукоятки источника GB и реостата блока RС

повернуть в крайнее левое положение.

 Перевести регулировочные рукоятки реостатов блоков RR и RB

в положение, равное соответственно 50 и 200 Ом.

 Установить переключателем в блоке TT номинальное вторичное

фазное напряжение трансформаторов 133 В.

 Установить мультиметры на соответствующие пределы измере-

ний токов и напряжений.

 Включить источник GA. О наличии напряжений фаз на его вы-

ходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

 Включить выключатели «СЕТЬ» блоков, используемых в экспе-

рименте.

 Осуществить пуск двигателя D1 нажатием соответствующей

кнопки выключателя QA.

 Частоту вращения n [мин

–1

] двигателя D1 измерять с помощью

указателя IB.

 Активную P [Вт] и реактивную Q [Вар] мощности, потребляе-

мые двигателем D1, определять измерителем IP.

 Ток статора двигателя D1 измерять амперметром А2 блока BM.

3.7. Снятие естественной характеристики двигателя D1

Естественные электромеханическую  = f(I) и механическую  = f(M)

характеристики снимать при номинальных параметрах (

, f

, R

, X

и т. д.) исследуемого двигателя D1 (рис. 3.10).

Подготовить стенд к работе по п. 3.6.1:

 Занести значения тока I

(амперметр А1) статорной обмотки, ак-

тивной мощности

P и частоты вращения n в табл. 3.4 (режим холостого

хода).

 Нажать кнопку «ВКЛ.» источника GB.

 Перевести регулировочные рукоятки реостатов блоков RR и RB

в крайнее левое положение.

 Вращая рукоятки реостатов R

Д1

и R

Д2

изменять момент на валу

исследуемого двигателя D1 и заносить значения тока

(амперметр А1)

статорной обмотки, активной мощности

P и частоты вращения n в табл.

3.4.

Таблица 3.4

, A

P, Вт

n, мин

–

 По завершении эксперимента отключить выключатель QA нажа-

тием на кнопку «ОТКЛ.» и источник GA нажатием на кнопку-гриб с по-

следующим поворотом в левое положение ключа выключателя. Разомк-

нуть выключатели «СЕТЬ» всех задействованных в эксперименте бло-

ков.

Рис. 3.10. Схема для снятия естественной характеристики

в двигательном режиме

 Используя данные табл. 3.4, вычислить значения угловой часто-

ты вращения

 двигателя D1 по выражению



 (3.1)

и его электромагнитного момента

по формуле

33PIR



 





, (3.2)

где

– активное сопротивление фазы статорной обмотки двигателя D1

(

21 ОмR  );

 – угловая частота вращения магнитного поля двигателя D1 (



=157 c

–1

Полученные результаты занести в табл. 3.5.

Таблица 3.5

H м

, с

–

Привести пример расчета.

 По данным табл. 3.4 и табл. 3.5 построить электромеханическую

()

I и механическую  = f(M) характеристики двигателя D1.

3.8. Снятие реостатной характеристики двигателя D1

при введении активного сопротивлений R

ДОБ2

в цепь ротора

Реостатные характеристики  = f(I) и  = f(M) снимать при номи-

нальных значениях напряжения

= U

и частоты f

питающей сети и

введенных добавочных сопротивлениях

ДОБ 2

в цепь ротора (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Схема для снятия реостатных характеристик

в двигательном режиме

Подготовить стенд к работе по п. 3.6.1.

 Занести значения тока I

(амперметр А1) статорной обмотки, ак-

тивной мощности

P и частоты вращения n в таблицу, аналогичную

табл. 3.4 (режим холостого хода).

 Нажать кнопку «ВКЛ.» источника GB.

 Перевести регулировочные рукоятки реостатов блоков RR и RB

в крайнее левое положение.

 Установить величину добавочного сопротивления R

ДОБ2

= 20 Ом

фаз реостата блока RC.

 Вращая рукоятки реостатов R

Д1

и R

Д2

изменять момент на валу

исследуемого двигателя D1 и заносить значения тока

(амперметр А1)

статорной обмотки, активной мощности

P и частоты вращения n в таб-

лицу, аналогичную табл. 3.4.

 Проделать опыт для больших значений добавочного сопротивле-

ния

ДОБ2

фаз реостата блока RC (по заданию преподавателя).

 По завершении эксперимента отключить выключатель QA нажа-

тием на кнопку «ОТКЛ.» и источник GA нажатием на кнопку-гриб с по-

следующим поворотом в левое положение ключа выключателя. Разомк-

нуть выключатели «СЕТЬ» всех задействованных в эксперименте бло-

ков.

 Используя данные таблиц, аналогичных табл. 3.4, вычислить зна-

чения угловой частоты вращения

 двигателя D1 по выражению (3.1)

и его электромагнитного момента

по формуле (3.2) с занесением по-

лученных результатов в таблицы, аналогичные табл. 3.5.

Привести пример расчета.

 По данным таблиц, аналогичных табл. 3.4 и табл. 3.5, построить

электромеханическую

()

I и механическую  = f(M) характери-

стики двигателя D1.

3.9. Снятие естественной характеристики двигателя D1

в режиме рекуперативного торможения

Рекуперативное торможение возможно, если  > 

. На стенде этот

режим двигателю D1 создает согласно с ним включенная нагрузочная

машина D2.

В режиме рекуперативного торможения естественные электроме-

ханическую

 = f(I) и механическую  = f(M) характеристики снимать

при номинальных параметрах (

, f

, R

, X

и т.д.) двигателя D1

(рис. 3.12).

Подготовить стенд к работе по п. 3.6.2:

 Зафиксировать знак скорости вращения n по прибору IB.

 Отключить двигатель D1 нажав на кнопку «ОТКЛ.» выключате-

ля QA.

 Включить выключатель «СЕТЬ» и нажать кнопку «ВКЛ.» источ-

ника GB.

 Вращая регулировочную рукоятку источника GB разогнать дви-

гатель D2 и зафиксировать знак скорости вращения

n по прибору IB.

Убедиться, что двигатели включены согласно (знаки скоростей совпа-

дают). При несовпадении знаков необходимо поменять направление

вращения двигателя D1 путем изменения порядка чередования фаз.

 Повернуть регулировочную рукоятку источника GB в крайнее

левое положение.

 Осуществить пуск двигателя D1 нажатием соответствующей

кнопки выключателя QA.

 Перевести регулировочные рукоятки реостатов блоков RR и RB

в крайнее левое положение.

Рис. 3.12. Схема для снятия естественной характеристики

в режиме рекуперативного торможения

 Вращая регулировочную рукоятку источника GB, изменять мо-

мент на валу исследуемого двигателя D1 и заносить значения тока

(амперметр А1) статорной обмотки, активной мощности

P и частоты

вращения

n в таблицу, аналогичную табл. 3.4. Переход из двигательного

режима в режим рекуперации (и наоборот) фиксировать по амперметру

А2 и прибору IB.

 По завершении эксперимента повернуть регулировочную руко-

ятку источника GB в крайнее левое положение и нажать кнопку

«ОТКЛ.». Отключить выключатель QA нажатием на кнопку «ОТКЛ.»

и источник GA нажатием на кнопку-гриб с последующим поворотом

в левое положение ключа выключателя. Разомкнуть выключатели

«СЕТЬ» всех задействованных в эксперименте блоков.

 Используя данные таблицы, аналогичной табл. 3.4, вычислить зна-

чения угловой частоты вращения

 двигателя D1 по выражению (3.1)

и его электромагнитного момента

по формуле (3.2) с занесением по-

лученных результатов в таблицу, аналогичную табл. 3.5.

Привести пример расчета.

 По данным таблиц, аналогичных табл. 3.4 и табл. 3.5, построить

электромеханическую

()

I и механическую







 характери-

стики двигателя D1.

3.10. Снятие естественной характеристики двигателя D1

в режиме торможения противовключением

Торможение противовключением возможно, если  < 0. На стенде

этот режим двигателю D1 создает встречно с ним включенная нагрузоч-

ная машина D2.

В режиме торможения противовключением естественные электро-

механическую

 = f(I) и механическую  = f(M) характеристики сни-

мать при номинальных параметрах (

, f

, R

, X

и т. д.) двига-

теля D1 (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Схема для снятия естественной характеристики

в режиме торможения противовключением

Подготовить стенд к работе по п. 3.6.2:

 Зафиксировать знак скорости вращения n по прибору IB.

 Отключить двигатель D1 нажав на кнопку «ОТКЛ.» выключате-

ля QA.

 Включить выключатель «СЕТЬ» и нажать кнопку «ВКЛ.» источ-

ника GB.

 Вращая регулировочную рукоятку источника GB разогнать дви-

гатель D2 и зафиксировать знак скорости вращения

n по прибору IB.

Убедиться, что двигатели включены встречно (знаки скоростей проти-

воположны). При совпадении знаков необходимо поменять направление

вращения двигателя D1 путем изменения порядка чередования фаз.

 Повернуть регулировочную рукоятку источника GB в крайнее

левое положение.

100

 Осуществить пуск двигателя D1 нажатием соответствующей

кнопки выключателя QA.

 Перевести регулировочные рукоятки реостатов блоков RR и RB

в крайнее левое положение.

 Вращая регулировочную рукоятку источника GB, изменять мо-

мент на валу исследуемого двигателя D1 и заносить значения тока

(амперметр А1) статорной обмотки, активной мощности P и частоты

вращения

n в таблицу, аналогичную табл. 3.4. Переход из двигательного

режима в режим противовключения (и наоборот) фиксировать по ам-

перметру А2 и прибору IB.

 По завершении эксперимента повернуть регулировочную руко-

ятку источника GB в крайнее левое положение и нажать кнопку

«ОТКЛ.». Отключить выключатель QA нажатием на кнопку «ОТКЛ.»

и источник GA нажатием на кнопку-гриб с последующим поворотом

в левое положение ключа выключателя. Разомкнуть выключатели

«СЕТЬ» всех задействованных в эксперименте блоков.

 Используя данные таблицы, аналогичной табл. 3.4, вычислить

значения угловой частоты вращения

 двигателя D1 по выражению (3.1)

и его электромагнитного момента

по формуле (3.2) с занесением по-

лученных результатов в таблицу, аналогичную табл. 3.5.

Привести пример расчета.

 По данным таблиц, аналогичных табл. 3.4 и табл. 3.5, построить

электромеханическую

()

I

и механическую







 характери-

стики двигателя D1.

3.11. Снятие реостатных характеристик двигателя D1

в режиме рекуперативного торможения

Рекуперативное торможение возможно, если  > 

. На стенде этот

режим двигателю D1 создает согласно с ним включенная нагрузочная

машина D2.

Реостатные характеристики

 = f(I) и  = f(M) снимать при номи-

нальных значениях напряжения

= U

и частоты f

питающей сети и

введенных добавочных сопротивлениях

ДОБ 2

в цепь ротора (рис. 3.14).