- •Методические указания
- •"Теория электропривода"
- •6.050702 - Электромеханика
- •Содержание
- •Порядок выполнения работы
- •I. Снять характеристики при и для случаев:
- •Оформление работы
- •Элементы схемы (рисунок 1.6)
- •Контрольные вопросы
- •Теоретический раздел
- •Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателя в двигательном режиме
- •Механические характеристики электродвигателя в тормозных режимах
- •Режим электродинамического торможения
- •Режим противовключения
- •Режим рекуперативного торможения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы (рисунок 2.10):
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов и наблюдений
- •Элементы схемы
- •Теоретический раздел
- •Естественная в искусственные механические характеристики электродвигателя в двигательном режиме
- •Режим электродинамического торможения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы (рисунок 4.4)
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Регулировочные свойства электродвигателя в системе г-д
- •Пуск электродвигателя
- •Реверсирование электродвигателя
- •Торможение электродвигателя
- •Механические характеристики электродвигателя в системе г-д
- •Технико-экономические показателя системы г-д
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы
- •Оформление работы
- •6. Лабораторная работа № 6
- •Теоретический раздел
- •Регулировочные свойства электродвигателя в системе согласно-встречного включения
- •Пуск электродвигателя
- •Механические характеристики в системе согласно-встречного включения
- •Технико-экономические показатели системы согласно-встречного включения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Нагревание и охлаждение двигателя
- •Постоянная времени нагрева и методы ее определения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы (рисунок 7.6)
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Нагревание и охлаждение электродвигателей при повторно кратковременном режиме работы
- •Выбор мощности электродвигателя при повторно-кратковременном режиме работы
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы:
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Получение «ползучей» скорости и фиксированного останова
- •Порядок выполнения работы
- •Оформление работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Элементы схемы (рисунок 2.10):
М – двигатель постоянного тока, G – нагрузочный генератор, BR - тахогенератор,
LM, LBR, LG – обмотки возбуждения ДПТ, тахогенератора, нагрузочного генератора,
R1, R2, R, Rвг – регулировочные реостаты,
S1, S2, S3 – пакетные переключатели для подключения обмоток возбуждения к питанию, нагрузки к генератору, якорной цепи двигателя.
Оформление работы
Для оформления работы требуется:
1. Вычертить принципиальную схему установки, привести данные машин и используемых приборов.
2.Построить естественную и искусственные механические характеристики n =f(M).
3. По характеристикам n=f(t) I=f(t) рассчитать и построить механические характеристики n =f(M) для всех режимов торможения.
4. По паспортным данным машины построить теоретическую зависимость n=f(I) для всех режимов и сравнить с полученным опытом.
5.По аналитическим формулам рассчитать и построить естественную и искусственную механические характеристики n=f(M) при U=Uн и R1=0.
6. Дать заключения и выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Естественная механическая и электромеханическая характеристики шунтового ДПТ.
.Регулирование скорости шунтового ДПТ при М=const.
Рисунок 2.10 - Схема опыта
Регулирование скорости шунтового ДПТ при Р=const.
Тормозные режимы шунтового ДПТ.
3. Лабораторная работа № 3
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
ПРОГРАММА РАБОТЫ
Ознакомление со схемой эксперимента и снятие паспортных данных исследуемого оборудования.
Снизить напряжение при помощи регулятора напряжения равным U=0.5Uн пустить асинхронный двигатель в ход.
Возбудить нагрузочный генератор.
Изменяя нагрузку генератора снять показания приборов: I сети, P сети, cosφ, n, Uг, In при напряжении на асинхронном двигателе равном: 0.5Uн; 0.75Uн; Uн. Показания приборов записать в таблицу 1.
Рассчитать и построить зависимости: n, cosφ, s, КПД=f(M).
Построенные кривые сравнить с теоретическими.
Обработка результатов исследований и оформление отчета.
Теоретический раздел
Из курса «Электрические машины» известно, что момент, развиваемый асинхронным электродвигателем пропорционален квадрату приложенного напряжения:
. (3.1)
Для нахождения максимального момента берем производную и приравниваем ее к нулю; опуская процесс дифференцирования и последующие преобразования, найдем конечный результат этого решения:
. (3.2)
Поскольку в асинхронных двигателях , то можем пренебречь r1, и тогда получим приближенную величину критического скольжения:
.
Подставляя значение sk в формулу момента, получим выражение макси-
мального вращающего момента:
. (3.3)
Из этой формулы видно, что максимальный момент не зависит от активного сопротивления ротора r’2. Учитывая, что , и, пренебрегая в знаменателе величиной r1, получим выражение:
. (3.4)
Т.е. величина максимального момента асинхронного двигателя также пропорциональна квадрату напряжения.
Наряду с номинальным и максимальным моментами, одну из важнейших характеристик асинхронного двигателя составляет пусковой момент Мn. Значение Мn получается из общей формулы момента при s=1:
Т.к. моменты Mn и Mmax пропорциональны U12, то при напряжении меньше номинального, зависимости n=f(M) и M=f1(s) располагаются в области, соответствующей меньшим моментам (рисунки 3.1, 3.2).
Сравнительно небольшое снижение напряжения приводит к существенному уменьшению Mmax, от величины которого зависит перегрузочная способность двигателя. При снижении напряжения на 30% максимальный момент уменьшается приблизительно в два раза, что делает невозможным работу двигателя даже при номинальном нагрузочном моменте.
Влияние понижения напряжения на скорость вращения двигателя весьма невелико:
если (см. рисунок 3.2), то .
Ввиду того, что M, Mn и Mmax изменяются прямо пропорционально квадрату приложенного напряжения, а обороты меняются незначительно, то нормальная работа асинхронных двигателей при пониженном напряжении не применяется (для регулировки числа оборотов двигателя).
С другой стороны, уменьшение напряжения подводимого к двигателю, при работе двигателя с нагрузкой, уменьшает его cosφ и КПД (за счет уменьшения потребляемой двигателем реактивной мощности и уменьшения потерь).
Действительно, намагничивающий ток будет изменяться в зависимости от напряжения по характеристике холостого хода (рисунок 3.3) и чем напряжение будет меньше, тем больше зависимость Ф=f(I0) будет принимать линейный характер.
Потери в стали пропорциональны квадрату магнитной индукции:
. (3.5)
Т.е. потери холостого хода пропорциональны квадрату приложенного напряжения, а намагничивающий ток при приложенном напряжении изменяется почти линейно от приложенного напряжения, поэтому cosφ и КПД при работе с пониженным напряжением сети с ростом нагрузки будут выше, чем при работе с номинальным напряжением (рисунок 3.4).
Этим свойством асинхронного двигателя пользуются на практике, применяя переключение обмоток статора двигателя с треугольника на звезду. При этом фазное напряжения обмотки статора уменьшается в раз, вследствие чего уменьшаются ток холостого хода (считаем, что ток холостого хода, примерно равный току намагничивания, от нагрузки не зависит) и реактивная мощность намагничивания. Это вызовет увеличение cosφ и КПД. Максимальный момент, развиваемый двигателем, уменьшается в 3 раза. В целях сохранения устойчивости работы нагрузка должна быть уменьшена в 3 раза по сравнению с номинальной. Тогда скольжение остается равным номинальному, а момент на валу и ток ротора уменьшается в 3 раза.
Обычно короткозамкнутый двигатель при пуске на полное напряжение сети потребляет 5-7 кратный ток от номинального.
В тех случаях, когда приводы пускаются не под нагрузкой и имеют нормальную схему соединения обмотки треугольником, применяют пуск с переключением со звезды на треугольник, в этом случае пусковой ток снижается в 3 раза.