4. Контрольные вопросы

1. Устройство и способы охлаждения трехфазных трансформаторов.

2. Схемы соединения обмоток трансформатора.

3. Почему ток холостого хода средней фазы меньше токов крайних фаз?

4. Чем отличается опыт короткого замыкания трансформатора от аварийного короткого замыкания?

5. Почему в опыте короткого замыкания значительно снижают напряжение на первичной обмотке трансформатора?

6. Какими потерями можно пренебречь в опыте холостого хода и почему?

7. Какими потерями можно пренебречь в опыте короткого замыкания и почему?

8. Какой вид имеет зависимость к.п.д. от нагрузки и почему?

9. Зависит ли коэффициент трансформации трехфазного трансформатора от схемы соединения обмоток?

Литература

1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова. «Высшая школа», 1985, с.248 – 250.

2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. «Энергоатомиздат», 1985, с.322 – 336.

Лабораторная работа №3 Исследование трехфазного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя

1. Цель работы

Ознакомиться с особенностями устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и исследовать свойства этого двигателя путем снятия рабочих характеристик.

2. Домашнее задание.

Пользуясь учебником и конспектом лекций, изучите материал по трехфазным асинхронным электродвигателям. Обратите особое внимание на следующие разделы: устройство двигателя, условия создания вращающегося магнитного поля; принцип действия; от чего зависят и с какой частотой изменяются электродвижущие силы и токи в обмотках статора и ротора; вращающий момент и механическая характеристика двигателя; потери и энергетическая диаграмма двигателя; коэффициент полезного действия и коэффициент мощности; пуск, реверс, торможение и регулирование скорости.

Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.

Внимательно порочитайте методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомьтесь с принципиальной электрической схемой лабораторной установки, показанной на рис. 1, и уясните назначение каждого элемента схемы. Продумайте порядок выполнения работы. Начертите в рабочей тетради таблицы 1 и 2.

3. Рабочее задание

1. Ознакомиться с устройством асинхронного короткозамкнутого двигателя и нагрузочной машины. Записать их паспортные данные в таблицу 1.

Таблица 1

Тип	U1К, В	IС, А	P2, Вт	nH, об/мин	МН, Вт	ηн	сosφн	Приме- Чание

В этой таблице для асинхронного двигателя указываются номинальные значения тока и линейного напряжения при соединении обмоток в звезду. Номинальный вращающий момент машины вычисляется по формуле , где М (Нм), Р (Вт), n (об/мин).

2. Выбрать электроизмерительные приборы в соответствии с паспортными данными асинхронного двигателя и нагрузочной машины. Записать паспортные данные приборов в таблицу, показанную на стр. 3. Обозначить приборы на стенде в соответствии с таблицей 2.

3. Для исследования асинхронного двигателя собирается электрическая цепь согласно рис. 1. Обмотка статора двигателя соединяется звездой и подключается с помощью выключателя В1 к трехфазной сети с линейным напряжением 380 В.

Вал исследуемого асинхронного электродвигателя механически соединен с валом генератора постоянного тока. С помощью этого генератора создается механическая нагрузка (момент сопротивления) на валу исследуемого асинхронного электродвигателя.

Обмотка возбуждения генератора подключается к сети постоянного тока напряжением 230 В. По этой обмотке протекает постоянный ток и создает основное магнитное поле генератора. При этом из сети потребляется электрическая энергия, которая на сопротивлении обмотки возбуждения полностью преобразуется в тепловую энергию и рассеивается в окружающую среду.

Асинхронный двигатель потребляет из трехфазной сети электрическую энергию и преобразует ее в механическую. Механическая энергия с вала двигателя передается на вал генератора. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. На сопротивлениях якорной цепи электрическая энергия, выработанная генератором, преобразуется в тепловую и рассеивается в окружающую среду.

4. В процессе преобразования механической энергии в электрическую генератор создает электромагнитный момент, который препятствует вращению асинхронного двигателя. Величина этого момента зависит от значения тока в обмотке якоря генератора. Момент сопротивления на валу асинхронного двигателя несколько больше электромагнитного момента генератора, что обусловлено влиянием сил трения. В установившихся режимах работы при постоянной скорости ротора вращающий момент асинхронного двигателя равен моменту сопротивления.

Режим холостого хода асинхронного двигателя создается путем отключения всех секций сопротивления R_H. При этом ток в обмотке якоря и электромагнитный момент генератора равны нулю и асинхронный двигатель развивает небольшой вращающий момент, необходимый для преодоления сил трения.

Увеличение нагрузки на валу асинхронного двигателя осуществляется путем подключения соответствующего числа секций R_H. При этом сопротивление нагрузки генератора уменьшается, а ток обмотке якоря и электромагнитный момент генератора увеличиваются. Следовательно, возрастет и момент сопротивления на валу асинхронного двигателя.

5. Пуск асинхронного двигателя производится подключением обмотки статора на полное напряжение сети 380 В. Пусковой ток двигателя в 5 раз больше номинального, а измерительные приборы выбраны по номинальным данным, поэтому чтобы не повредить приборы, амперметр и токовые катушки ваттметров на время пуска необходимо шунтировать.

6. Реверсирование асинхронного двигателя осуществляется путем изменения направления вращения магнитного поля. Для этого изменяют чередование фаз подводимого напряжения, меняя местами два любых проводника, питающих статор двигателя и наблюдают за направлением вращения ротора.

7. Рабочие характеристики асинхронного двигателя снимаются следующим образом. Зашунтировав амперметр и токовые катушки ваттметров запускают асинхронный двигатель. Проверяют направление вращения двигателя (оно должно совпадать с указанным на стенде).

Тумблерами отключают все секции сопротивления R_H и подают постоянное напряжение 230 В на обмотку возбуждения генератора. Убедившись, что ток в якорной цепи генератора равен нулю, записывают показания всех приборов в таблицу 2. Скорость вращения двигателя измеряется тахометр.

Затем, увеличивая нагрузку на валу двигателя путем включения необходимого числа секций R_H снимают показания приборов еще 5 – 6 раз. Величину нагрузки можно контролировать по величине тока в якорной цепи генератора. Интервал между точками принимается равным примерно 0,2 I_H. В процессе опыта максимальные значения токов генератора и двигателя не должны превышать 1,25 I_H.

Таблица 2

№ за- мера	I1, А	W, дел.	Uг, В	Iг, А	n, об/мин	Примечание
						U1 = В СW= Вт/дел

По данным табл. 2 определяются:

Мощность, потребляемая двигателем из сети,

, Вт,

полезная мощность генератора постоянного тока

, Вт,

мощность, передаваемая от двигателя к генератору (полезная мощность двигателя),

, Вт,

(значения к.п.д. генератора η_г берутся из графика η_г=f (P_г), который строится на основании таблицы 3. При этом номинальная мощность генератора берется из таблицы 1);

момент на валу двигателя

, Нм,

где P₂ (Вт) и n (об/мин);

скольжение

,

коэффициент мощности двигателя

;

к.п.д. двигателя

Результаты расчетов сводят в таблицу 4.

Таблица 3

Pг/Pн	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4
ηг	0,73	0,79	0,8	0,78	0,76	0,72	0,68

Таблица 4

№ то-чек	P1, Вт	Pг, Вт	ηг	P2, Вт	S	n, об/мин	М, Нм	cosφ	ηд	Приме- чание
										n0= об/мин

По данным табл. 4 в общих координатных осях строятся характеристики P₁,P₂,I₁,n,S=f(M) и η, cosφ= f(P₂).

Характеристики, полученные экспериментальным путем, сравниваются с теоретическими и делаются выводы по работе.