Коэффициент полезного действия

И коэффициент мощности асинхронного двигателя

Цель работы:

Познакомиться с понятиями «коэффициент полезного действия» и «коэффициент мощности» АД, определить характер изменения этих коэффициентов в зависимости от нагрузки и способы их увеличения.

Схема лабораторной установки

Расчетные формулы

Уравнение баланса активной мощности АД (по энергетической диаграмме):

Р₁ = 3U₁I₁×cosj₁ = P_1Э+ P_2Э+Р_1М+Р_2М+ Р_МХ+Р₂ = DР+Р₂

Р₁ – мощность, потребляемая АД из сети;

P_1Э и P_2Э – мощность электрических потерь в обмотках статора и ротора, соответственно;

Р_1М и Р_2М – мощности магнитных потерь в пакете магнитопровода статора и ротора (Р_2Н – мала);

Р_МХ – мощность механических потерь;

Р₂ – полезная мощность на валу АД.

 

Коэффициент полезного действия электрического двигателя в том числе и асинхронного, определяется отношением полезной мощности на валу Р₂ к мощности Р₁, потребляемой из сети:

.

Коэффициент мощности, характеризующий степень использования полной мощности, выработанной генераторами электростанций:

.

Активная мощность, потребляемая двигателем:

Р_1g=3P_фg.

Полная мощность, подводимая к АД:

S_g=3U₁I_1.

Коэффициент мощности АД:

.

Полезная мощность, отдаваемая генератором постоянного тока на нагрузку:

Р_2Г =U_2Г ×I_2Г.

Коэффициент нагрузки генератора:

.

Мощность Р_1Г, подводимая к генератору постоянного тока, которая равна полезной мощности на валу электродвигателя Р_2g

;             Р_2g =P_1Г

КПД двигателя:

.

Коэффициент нагрузки АД:

.

Р_2Нg – номинальная мощность асинхронного двигателя.

Паспортные данные двигателя и генератора

Тип двигателя	Un, B	In, A	Р2Нg кВт	nн, об/ мин	h %	cosj	Тип генератора	Un, B	In, A	Р2ГН кВт	nн, об/мин
АД-31-4	220 380	9/ 16	4,5	1440	85,5	0,85	П-32	115	13	1,5	1450

 

Результаты измерений и расчетов

№ п/п	Измерено					Вычислено
	переменный ток			пост. ток		генератор				асинхронный двигатель
	U1g, B	I1g, A	Pфq Вт	U2g, B	I2Г, A	P2Г Вт	КНГ	hГ	P1g Вт		3g BA	cosj	P2g Вт	hg	КНg
1	126	6,3	160	0	115	0	0	0	0,48		2381	0,2	0	0	0
2	126	6,4	280	3	110	0,33	0,22	0,81	0,84		2419	0,347	0,407	0,185	0,09
3	126	6,7	380	5,6	106	0,544	0,306	0,89	1,14		2533	0,45	0,667	0,585	0,13
4	124	7	460	8	100	0,8	0,53	0,89	1,38		2668	0,59	0,899	0,65	0,1998
5	124	7,3	500	9,9	95	0,94	0,63	0,86	1,5		2905	0,557	1,09	0,727	0,242
6	122	7,4	540	11,5	86	0,989	0,659	0,85	1,622		2908	0,594	1,163	0,718	0,258

 

Выводы:

В лабораторной работе №10 целью работы было ознакомление с КПД АД и коэффициентом мощности cosj и определение зависимости мощности и КПД от нагрузки на АД.

При увеличении нагрузки на АД, КПД двигателя и коэффициент мощности увеличиваются, что было установлено в результате проведенных опытов.

КПД электродвигателя – это отношение полезной мощности на валу к мощности, потребленной из сети.

Коэффициент мощности cosj - это отношение между активной и реактивной мощностями АД.

С возрастанием нагрузки активная мощность увеличивается, а реактивная остается неизменной. При дальнейшем увеличении нагрузки увеличиваются магнитные потоки и cosj  падает (опыты 4,5 и 6).