Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора 4 страница

Описание электрических схем соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением и для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с параллельным / последовательным возбуждением.

Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора.

Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.

Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются напряжение и ток якорной обмотки двигателя М2.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для исследования двигателя с независимым возбуждением) / (вариант 2 для исследования двигателя с параллельным возбуждением) / (вариант 3 для исследования двигателя с последовательным возбуждением).

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %.

· Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 до частоты вращения n, например, равной 1500 мин^-1.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря I (ток не должен превышать значения 1,0 А) двигателя М2 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), вольтметра Р1.2 (напряжение U якоря двигателя М2) и указателя Р3 (частота вращения n) в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1.

I, A
U, В
n, мин^-¹

· По завершении эксперимента сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб.

· Используя данные таблицы 3.2.1, для каждого значения частоты вращения n вычислите по формуле

[H ^. м]

и занесите в табл. 3.2.2 значения электромагнитного момента двигателя М2.

Таблица 3.2.2.

n, мин^-¹
М, Н·м

· Используя данные таблицы 3.2.2 постройте искомую статическую механическую характеристику n=f(М) двигателя постоянного тока.

3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р₂), М=f(Р₂), η=f(Р₂)
двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G5	Преобразователь угловых перемещений		6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
G6	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины.

Измеритель мощностей Р2 служит для измерения активной мощности синхронного генератора G6.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются интересующие напряжения и токи.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %.

· Измерьте одним из мультиметров активное сопротивление r_c статорной обмотки генератора G6 (должно быть примерно равно 21 Ом).

· Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и измерителя мощностей Р2.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря I_я двигателя М2 в диапазоне 0…1 А и заносите показания ваттметра измерителя Р2 (активная мощность Р ^׳ ₂, потребляемая одной фазой синхронного генератора G6), амперметра Р1.1 (ток I_я), вольтметра Р1.2 (напряжение U_я якорной обмотки двигателя М2), вольтметра Р1.3 (напряжение возбуждения U_f двигателя М2) и указателя Р3 (частота вращения n) в таблицу 3.3.1.

Таблица 3.3.1.

Р^׳_2,Н∙м
I_я, А
U_я, В
U_f, В
n, мин^-¹

· Используя данные таблицы 3.3.1 и измеренное значение активного сопротивления r_f обмотки возбуждения двигателя М2 для каждого значения частоты вращения n вычислите и занесите в табл. 3.3.2 значения:

- полезной активной мощности двигателя М2 по формуле

, [Вт];

- активной мощности, потребляемой из сети двигателем М2

, [Вт];

- электромагнитного момента двигателя М2 по формуле

, [H ^. м];

- коэффициента полезного действия двигателя М2 по формуле

, [%],

Таблица 3.3.2.

n, мин^-¹
Р₂, Вт
Р₁, Вт
М, Н·м
η, %

· Используя данные таблицы 3.3.2 постройте искомые рабочие характеристики n = f (Р₂), М = f (Р₂), η = f (Р₂) двигателя постоянного тока.

4. ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением
режимных параметров на компьютере

- Электрические схемы соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрических схем соединений

- Указания по проведению эксперимента

Электрическая схема соединений (продолжение)

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G4	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
G5	Преобразователь угловых перемещений		6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А4	Коннектор		8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов
А5	Персональный компьютер		IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E)
А6, А8	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А9	Реостат для цепи ротора машины переменного тока	307.1	3 ´ 0…40 Ом / 1 А
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
А12	Блок датчиков тока и напряжения	402.3	3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В
А14	Линейный реактор	314.2	3 ´ 0,3 Гн / 0,5 А
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрических схем соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающей в качестве нагрузочной машины.

Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника G1.

Выключатель А8 служит для закорачивания реактора А14 при реакторном пуске двигателя М1 с короткозамкнутым ротором либо – реостата А9 при двухступенчатом пуске двигателя М1 с фазным ротором.

Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором.

Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток и напряжение статорной обмотки испытуемого двигателя М1 в пропорциональные им нормированные напряжения.

Через аналоговые входы АСН0-АСН8, АСН1-АСН9, АСН2-АСН10, АСН3-АСН11 коннектора А4 напряжения, пропорциональные току и напряжениям статорной обмотки, а также частоте вращения испытуемого двигателя М1, вводятся в компьютер А5.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для пуска двигателя с короткозамкнутым ротором) / (вариант 2 для пуска двигателя с фазным ротором).

· Переключатели режима работы источника G2 и выключателей А6, А8 установите в положение «РУЧН.».

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 ее суммарную величину равную, например, 100 %.

· Установите в каждой фазе реостата А9 сопротивление, например, 18 Ом (при пуске двигателя с фазным ротором).

· В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 133 В.

· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу «Регистратор режимных параметров машины переменного тока».

· Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Вращением рукоятки на передней панели источника G2 установите напряжение, например, 100 В на его регулируемом выходе «ЯКОРЬ».

· Нажмите на виртуальную кнопку «Запустить» на экране компьютера.

· Нажмите последовательно кнопки «ВКЛ.» источника G2, выключателя А6 и спустя, например, 2 с выключателя А8 и затем не позднее, чем через 10 с, остановите сканирование данных регистратором нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». В результате должен осуществиться двухступенчатый пуск нагруженного асинхронного двигателя М1 и должны записаться в компьютер данные о режимных параметрах на интервале пуска.

· Остановите запись процессов, нажав на виртуальную кнопку «Остановить».

· Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1.

· Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Используя возможности программы «Регистратор режимных параметров машины переменного тока», проанализируйте отображенные на мониторе компьютера механическую характеристику и временные зависимости тока статорной обмотки, электромагнитного момента, частоты вращения асинхронного двигателя при пуске его в ход.

4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I₀=f(U), Р₀=f(U), cosφ₀=f(U) трехфазного асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G5	Преобразователь угловых перемещений		6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А2,А7	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А14	Линейный реактор	314.2	3 ´ 0,3 Гн / 0,5 А
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазные трансформаторные группы А2,А7 от трехфазного источника питания G1.

Линейный реактор А14 служит для дополнительного понижения напряжения, подводимого к испытуемому двигателю М1.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки и линейное напряжение испытуемого двигателя М1.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые одной фазой испытуемого двигателя М1.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.".

· В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 установите номинальные вторичные напряжения трансформаторов 127 В и 127 В.

· Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6.

· Меняя положение регулировочных рукояток трехфазных трансформаторных групп А2 и А7, варьируйте подводимое к двигателю М1 линейное напряжение U в диапазоне 100…250 В и заносите показания вольтметра Р1.1 (напряжение U), амперметра Р1.2 (фазный ток I₀ двигателя М1), а также ваттметра и варметра измерителя Р2 (активная P₀₁ и реактивная Q₀₁ мощности, потребляемые одной фазой двигателя М1) в таблицу 4.2.1.

Таблица 4.2.1

U, В
I₀, А
P₀₁, Вт
Q₀₁, Вт

· Отключите источник G1.

· Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Используя данные таблицы 4.2.1, вычислите соответствующие напряжению U полные активную Р₀ и реактивную Q₀ мощности, потребляемые двигателем М1, по формулам:

Р₀=3∙Р₀₁,
Q₀=3∙Q₀₁

и занесите их в таблицу 4.2.2.

Таблица 4.2.2

U, В
P₀, Вт
Q₀, Вт

· Используя данные таблицы 4.2.2, вычислите соответствующие напряжению U значения коэффициента мощности по формуле

и занесите полученные результаты в таблицу 4.2.3.

Таблица 4.2.3

U, В
cos j₀