Опрацювання результатів дослідів

1. Розрахувати для кожного досліду активну P₀ і реактивну Q₀ потужності за показаннями ватметрів, знайти ті самі величини Р і Q по лічильниках активної та реактивної енергій і, вважаючи ватметри зразковими приладами, знайти величини відносної похибки _0а і _0р за формулами

; .

Результати обчислень записати в таблицю:

№ досліду	Р, кВт	Р0, кВт	0а, %	Q, квар	Q0, квар	0р, %
1...6

2. Знайти для кожного досліду середньоарифметичне значення лінійних напруг U_л і лінійних струмів I_л і обчислити коефіцієнт потужності установки

,

а також його значення за числовими величинами Р і Q, користуючись формулою .

Результати обчислень записати в таблицю:

№ досліду	Uл, В	Iл, А	Р0, кВт	cos 0	Р, кВт	Q, квар	cos 
1...6

4. Скласти висновок за результатами виконаної роботи.

Запитання для самоперевірки

1. В яких випадках та за якими схемами можна вимірювати активну потужність трифазної системи одним однофазним ватметром?

2. Коли для вимірювання активної потужності трифазної системи можна користуватися схемою двох однофазних ватметрів?

3. При яких умовах два однофазні ватметри, увімкненні для вимірювання активної потужності трифазної системи, дають однакові показання?

4. Які прилади слід застосувати для вимірювання активної енергії у трифазних мережах?

5. Як можна виміряти реактивну потужність і енергію у трифазній мережі при симетричному режимі?

Робота 4 Трифазний асинхронний двигун виробничої установки Мета роботи

1. Вивчити будову трифазного асинхронного двигуна з короткозамкне­ним ротором.

2. Дослідити трифазний асинхронний двигун за допомогою електромагнітного гальма.

3. Побудувати за дослідними даними механічну і робочі характерис­тики двигуна.

Основні теоретичні положення

Трифазний асинхронний двигун - електрична машина змінного струму для перетворення електричної енергії в механічну. Він найчастіше використовують для приводу робочих машин.

Асинхронний двигун має нерухому частину - статор і обертову частину - ротор.

Статор складається з чавунного, стального або алюмінієвого корпусу, всередині якого є порожнистий циліндр, виготовлений з тонких ізольованих один від одного листів електро­технічної сталі. На внут­ріш­ній поверхні цього циліндра є пази з трифазною об­моткою. Виводи обмотки мають маркірування С1, С2, С3 - початки фаз і С4, С5, С6 - кінці фаз.

Ротор - циліндр, складений з тонких ізольованих один від одно­го дисків електротехнічної сталі. У пазах ротора на його зовнішній поверхні розміщеня обмотка: короткозамкнена або фазна.

Вмикання обмотки статора в трифазну мережу збуджує у фазах відповідні струми, внаслідок чого створюється обертове магнітне поле статора, частота обертання якого

,

де f - частота струму мережі;

р - кількість пар полюсів обмотки.

Це поле наводить у обмотці ротора ЕРС, під дією якої виникають індуковані струми. Взаємодія цих струмів з обертовим магнітним полем статора створює електромагнітний момент, що викликає обер­тання ротора з частотою

,

де s - ковзання, яке визначають так:

.

Якщо потрібно змінити напрям обертання ротора, треба поміняти місцями будь-які два проводи, що підходять до затискачів обмотки статора.

При холостому ході двигуна частота обертання ротора мало відрізняється від частоти обертання магнітного поля статора і ковзання при цьому режимі становить лише частки процента. При навантаженні двигуна з частота обертання ротора трохи зменшується, а ковзання відповідно збільшується i досягає при номінальному режимі значення в залежності від номінальної потужності машини.

Визначення ковзання ротора здійснюють за допомогою стробоскопічного диска з однаковими білими та чорними секторами (рис. 4.1), який укріплюють на торці вала двигуна.

Рис. 4.1- Cтpoбocкoпiчнi диски при частоті обертання магнітного поля статора n₀, : а - 3000; б - 1500; в - 1000; г - 750; д - 600.

При освітленні такого обертового диску газорозрядною, наприклад, неоновою лампою, яка спалахує двічі протягом одного періоду, спостерігають позірну цілу кількість обертів цього диску Δn за проміжок часу до кількох десятків секунд Δt , i знаходять різницю

.

Це дає можливість розрахувати відповідні ковзання s i часто­ту обертання ротора n при навантаженні двигуна, наприклад, електромагнітним гальмом. Принцип дії такого гальма є взаємодія вихрових струмів, що виникають у металевому диску, закріпленому на валу двигуна, під час його обертання з полем електромагнітів, обмотки яких приєднані до мережі постійної напруги.

Властивості трифазного асинхронного двигуна визначають його механічною характеристикою n(M) (рис. 4.2, а) i робочими характеристиками: , , , , , (рис. 4.2, б), які одержані при U=const i f=const, де P₂ - потужність на валу двигуна.

Рис. 4.2- Характеристики трифазного асинхронного двигуна:

а - механічна, б - робочі.

Потужність на валу у кіловатах визначають за формулою ,

де m - маса підвішаного тягаря, кг;

g - прискорення сили тяжіння, ;

l – довжина плеча важеля електромагнітного гальма, м;

n - частота обертання ротора, .

Коефіцієнт потужності трифазного асинхронного двигуна знаходять за формулою , а його ККД визначають так ,

де Р₁ - активна потужність споживання двигуном електричної енергії з трифазної мережі; U i I - відповідно лінійні напруга і струм.