Объект и средства исследования.

Исследуется трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 44X90L4УЗ.

Номинальные данные электродвигателя: 2,2 кВт; 1420 ; В; А; h=80%; cosj₁=0,83.

Фазы обмотки статора могут быть соединены либо звездой, либо треугольником и включены в трех проводную сеть с напряжением соответственно 380 В или 220 В.

Нагрузкой двигателя служит генератор постоянного тока со смешанным возбуждением типа П-31, якорь которого соединен с ротором электродвигателя муфтой.

Номинальные данные генератора: 1,5 кВт; 1500 ; 220 В; 8,65 А; h_г=79,5%.

К зажимам генератора подключен реостат нагрузки (РН).

Асинхронный электродвигатель и генератор постоянного тока закреплены на общем каркасе и размещены на полу под лабораторным стендом. Реостат нагрузки расположен также на полу с боковой стороны стенда. Для измерения тока и мощности, потребляемой электродвигателем из сети, служит измерительный комплект К-505, для измерения напряжения сети и напряжения на зажимах генератора используется универсальный вольтметр типа В7-26, а для измерения cosj₁ – фазометр.

Частота вращения ротора электродвигателя измеряется счетчиком оборотов типа ЦАТ-3М.

4. Рабочее задание.

1. Ознакомиться с конструкцией асинхронного электродвигателя и отметить особенности его конструкции.

2. Ознакомиться с установкой, записать паспортные данные исследуемого электродвигателя, номинальные мощности и напряжение нагрузочного генератора постоянного тока и определить их назначение в схеме.

3. Собрать электрическую цепь, изображенную на рис. 2.

4. Осуществить опыт холостого хода и разделение потерь мощности P_1х на потери в стали P_ст. и механические потери P_мех..

При осуществлении опыта холостого хода следует:

а) отключить обмотку возбуждения Ш₁-Ш₂ генератора и реостат нагрузки,

б) тумблером пустить электродвигатель в ход.

Измерить:

- напряжение в сети U₁ (показания вольтметра измерит. комплекса К505 умножить на );

- активную мощность, потребляемую электродвигателем из сети P₁=3P_w (P_w – показание ваттметра);

- частоту вращения ротора n.

Вычислить:

- скольжение S;

- коэффициент мощности cosj₁_x;

- постоянные потери мощности P_пост..

Результаты измерений и вычислений внести в таблицу 1.

5. Осуществить режим нагрузки электродвигателя, для чего:

а) включить обмотку возбуждения Ш₁-Ш₂ генератора,

б) тумблером пустить в ход электродвигатель,

в) регулировочным реостатом (РР) возбудить генератор до номинального напряжения U_г.н.=170 В,

г) реостатом нагрузки изменять нагрузку электродвигателя до P_н.

При всех нагрузках измерить:

- ток электродвигателя I₁;

- активную мощность, потребляемую электродвигателем из сети P₁=3P_W;

- напряжение в сети U₁ (показания вольтметра измерит. комплекса К505 умножается на );

- частоту вращения ротора n.

При всех нагрузках вычислить:

- мощность на валу P₂;

- момент на валу M₂;

- скольжение S;

- коэффициент полезного действия h;

- коэффициент мощности cosj₁;

- потери мощности в обмотке статора P_1м;

- дополнительные потери мощности P_д.

Результаты измерений и вычислений внести в таблицу 2.

6. По результатам измерений и вычислений согласно таблицам 1 и 2 построить рабочие характеристики электродвигателя:

I₁, M₂, n, S, h и cosj₁ от P₂.

7. Осуществить компенсацию реактивной мощности в сети в номинальном режиме электродвигателя путем включения батареи конденсаторов. Записать показания фазометра.

Рис.2

Таблица 1.

ИЗМЕРЕНЫ	ВЫЧИСЛЕНЫ
U₁	I₁_X	P₁	n	R₁(75⁰)	P_пост	S	cosj_1x
В	А	Вт		Ом	Вт	%	-

Таблица 2.

ИЗМЕРЕНЫ	ВЫЧИСЛЕНЫ
U₁	I₁	P₁	N	P₂	P_м_.1	P_q	M₂	S	h	cosj₁
В	А	Вт		Вт	Вт	Вт	Н	%	%	-

5. Методические рекомендации по выполнению рабочего задания и обработке результатов эксперимента.

1. Фазы обмотки статора электродвигателя рассчитаны на номинальное напряжение 220 В и поэтому при напряжении сети 220 В они должны быть соединены треугольником.

2. В опыте холостого хода ваттметр измеряет мощность P₁_x, которая идет на потери в двигателе. Это потери в стали P_ст., механические потери P_мех. и потери в обмотке статора P_1м, т. е.

P₁_x= P_c_т. + P_мех.д_. + Р_мех.г_. + Р_1м = Р_пост_. + Р_мех.г_. + Р_1м.

Из этого уравнения находим

Р_пост.= Р_1х – (Р_мех.г_. + Р_1м).

Здесь: Р_1м=

Р_мех.г.= Р_мех.д

определяется по универсальной кривой. Для электродвигателя мощностью 2,2 кВт при n₁=1500 Р_мех.д_., а, следовательно, и Р_мех.г_. составляет 0,035% от Р_н, что соответствует 0,65 Вт.

Пренебрегая механическими потерями генератора найдем:

Р_пост.= Р_1х – Р_1м.

Другие величины таблицы 1 вычисляются по формулам:

Скольжение S%=

Коэффициент мощности cosj₁_x=

Активное сопротивление фазы обмотки статора приведенное к температуре 75⁰

где R₁ – сопротивление фазы обмотки статора (R₁=1,07 Ом)

3. Для построения рабочих характеристик электродвигателя, согласно п.5 рабочего задания сопротивление реостата нагрузки следует изменять так, чтобы получить 4-5 измерений при изменении мощности электродвигателя от Р_1х до Р_н.

Добавочные потери Р_д при номинальной мощности для асинхронных электродвигателей, согласно ГОСТу, принимаются равными 0,005 Р_н, для других мощностей они пересчитываются по формуле: