МИНОБР Науки РФ
Федеральное государственное бюджетное учреждение
ВПО «Омский Государственный Технический Университет»
Кафедра ТиОЭ
Дисциплина «Электротехника и электроника»
Лабораторная работа № 9
Исследование трехфазного асинхронного двигателя с частотным
Регулированием оборотов
Выполнил: ст. группы С-419
_________________
Проверил: Власов Ю.А.
Омск 2012
Цель работы. Ознакомление с устройством, принципом действия, основными характеристиками асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым роторомс частотным регулированием оборотов.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА
В состав лабораторного стенда входят:
· Механическая система состоящая из АД «2» и генератора «1», связанных между собой приводным ремнем (рис. 13).
· Частотный преобразователь с пультом управления (рис.14).
Упрощенная электрическая схема лабораторного стенда представлена на рис.15.
Номинальные параметры двигателя
Тип электродвигателя..................................................... 4А80А2У3
Номинальное напряжение (U 1ном), В............................... 3х220/380
Номинальная мощность (P 2ном), кВт.............................. 1,5 кВт
Номинальный ток (I 1ном), А............................................. 8,2/4,64 А
Номинальная частота напряжения питания (f 1ном), Гц... 50
Номинальная частота вращения ротора (n 2ном), об/мин 2835
Номинальный КПД (η ном), %.......................................... 80
Номинальный коэффициент мощности (cosφ1ном).......... 0,87
Параметры схемы замещения этого двигателя при работе в номинальном режиме: 
Ом, 
Ом, 
Ом, 
Ом, 
Ом, 
Ом (эквивалентные параметры АД приведены в [1]).
В качестве нагрузки АД использован автомобильный генератор тока типа 3212.3771000, генерирующий трехфазную систему ЭДС, оснащенный трехфазным выпрямителем и стабилизатором выходного напряжения выпрямителя.
Паспортные данные генератора
Тип генератора................................................................ 3212.3771000
Назначение – для питания бортовой сети автомобилей Газ-3110, 3102 и др.
Номинальная мощность.................................................. 1258 Вт
Направление вращения со стороны шкива.................... правое
Выпрямленный ток не менее........................................... 90А
Номинальное напряжение............................................... 14 В
Обороты n рн≤................................................................... 2130 об/мин
Минимальная частота вращения ротора генератора, при которой выходное напряжение достигает номинального равного 14 В для данного типа генератора установки………………………………………………………1400 об/мин
В качестве нагрузки системы генератор – выпрямитель – стабилизатор использована нихромовая спираль сопротивление которой изменяется ступенчато с помощью переключателя, температура нагрева которой при протекании постоянного тока достигает нескольких сот градусов.
Частотный преобразователь (ЧП), назначение, паспортные данные
Частотный преобразователь расположен на панели управления
Модель...................................................................... FR-S520SE-1,5кВт
Мощность................................................................. 1,5 кВт
Входной ток.............................................................. 17,4 А
Uc............................................................................... 220 – 240 В
Количество фаз на входе......................................... 1
Частота входного напряжения................................. 50 Гц
Выходной ток........................................................... 7 А (max)
Uвых............................................................................ 200 – 240 В
Количество фаз на выходе....................................... 3
Частота выходного напряжения.............................. 0,5 – 120 Гц
Подключение к сети осуществляется путем нажатия кнопки «кн.1» на панели управления. Автоматический выключатель защиты от короткого замыкания и перегрузок «2» должен находиться во включенном состоянии.
Частотный преобразователь (ЧП) позволяет получить 3-х фазную систему ЭДС с плавным регулированием частоты выходного напряжения в диапазоне от 1—75 Гц, т.е. обеспечивать скорость вращения магнитного поля в диапазоне 60 – 4500 оборотов в минуту.
Плавная регулировка частоты осуществляется потенциометром «5» (на дисплее ЧП частота высвечивается в герцах).
Рис.15. Упрощенная электрическая схема лабораторного стенда
Выходное напряжение ЧП вырабатывается силовым блоком, управляемым микроконтроллером. В качестве силовых электронных ключей используются силовые транзисторы JGBT (биполярные транзисторы, управляемые электрическим полем).
Временная форма выходного напряжения ЧП представляет собой прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, модулированные по длительности в течении каждого периода по ширине (широтно-импульсная модуляция) по синусоидальному закону.
На панели управления расположены трансформаторы тока «7» и «8», предназначенные для измерения входного тока ЧП и тока одной из обмоток статора АД, включенных по схеме «звезда» (рис. 16)
На стенде предусмотрена возможность измерения напряжения фазы «А» обмотки статора АД. Для этого к фазам А,В,С ЧП подключена резисторная цепь, представляющая звезду с заземленной общей точкой (рис. 16). Ветвь фазы «А» этой звезды представляет собой делитель фазного напряжения, состоит из последовательно соединенных сопротивления большой величины 
кОм и измерительного сопротивления малой величины R изм=3 кОм. Это позволяет измерить низковольтным электронным прибором действующее значение напряжения фазы «А» обмотки статора.
Рис. 16.
Для этого необходимо падение напряжения на измерительном сопротивлении (U ф.изм.) умножить на масштабирующий коэффициент равный 
, тогда
U фА=44,3· U ф.изм (13)
К каждой вторичной обмотке трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2 (для обеспечения режима короткого замыкания) подключены измерительные сопротивления малой величины RTT1=RTT2=1 Ом. При этом ток первичной обмотки ТТ1 (который является входным током ЧП) определяется следующим образом:
(А), (14)
а фазный ток АД
(А) (15)
(В формулы (11) и (12) значения напряжений подставляются в вольтах, сопротивлений в Омах).
Напряжения UTT1 и UTT2 подведены к клеммам «13» пульта управления, а напряжения с делителя фазного напряжения подведено к клемме «4».
Измерительные приборы
Выходное напряжение генераторной установки (ГУ) измеряется мультиметром (в режиме измерения постоянного напряжения).
Число оборотов n 2 АД измеряется цифровым тахометром.
Выполнение работы
Механические характеристики АД.
Таблица 1
| f=50 Гц | x.x. | I = 2A | I = 3A |
| п 2, об/мин | |||
| М, Н·м | 0,16 | 0,792 | 1,32 |
| М г, Н·м (момент на валу ГУ) | 6,94 | 6,83 | 6,9 |
| U вых в, В | 112,7 | 112,3 | 112,4 |
