Лабораторная работа №3

Обработка результатов эксперимента

1. Для определения КПД косвенным методом (методом отдельных потерь) необходимо различать потери следующих видов: магнитные (потери в стали), механические, электрические (основные потери в цепях рабочих обмоток) и добавочные. Магнитные и механические потери находятся из опыта холостого хода (см. п.2 экспериментальной части), а разделение этих потерь проводится по методике [8,12].     

Добавочные потери для асинхронных двигателей в соответствии с  [13] принимаются равными 0,5% от подводимой мощности −   Р_доб = 0,005 Р₁  (Р₁ − подводимая к двигателю мощность в опыте нагрузки по п.5 экспериментальной части, кВт).

Электрические потери определяются путем расчетов по известным токам и активным сопротивлениям. Сначала определяется активное сопротивление обмотки статора при расчетной рабочей температуре, которая в соответствии с ГОСТ 183-74 равна 75^оС для изоляции классов нагревостойкости до В включительно или 115^оС − для классов F и выше.

Обмотка статора испытуемого двигателя А51-6 имеет класс нагревостойкости В и расчетную рабочую температуру 75^оС. Измеренное активное сопротивление обмотки статора r_х, измеренное при температуре u_х, приводят к расчетной рабочей температуре. Для обмоток из меди справедлива формула:

R₇₅ = 310 r_х / (235 + u_х) ,  ( 3.9 )

 где r_х, u_х − сопротивление обмотки и температура, при которой проводились измерения по п.1 экспериментальной части. Электрические потери в обмотке статора (кВт) при расчетной рабочей температуре равны

 Р_эл1 = 3I_ф² R₇₅^. 10^-3 =I_л² R₇₅^.10^-3 ,   ( 3.10 )

 где I_ф, I_л − средний фазный или линейный ток (А) по п.5 настоящей работы.

Электрические потери в обмотке ротора (кВт) определяются через электромагнитную мощность Р_эм :

Р_эм = Р₁ -Р_эл1 - Р_м  ,  Р_эл2 = s_н^.Р_эм  ,   ( 3.11 )

где s_н − номинальное скольжение (о.е.) по п.5 экспериментальной части работы.

Далее рассчитывают КПД в % по формуле

h = 100 (1 - SР/Р₁) ,  ( 3.12 )

где SР = Р_м + Р_эл1 + Р_эл2 + Р_мех + Р_доб, кВт; Р₁ − потребляемая двигателем активная мощность, кВт. Значение коэффициента мощности приводится к расчетной рабочей температуре (75^оС):

 cos j ₇₅ = [ 1 + (r_г/R₇₅cosj)²´(1 - cos²j) ]^-1     ,    ( 3.13 )

 где r_г, cosj − активное сопротивление и коэффициент мощности двигателя по п.5 экспериментальной части.

Полученные значения КПД и cosj₇₅  следует сравнить с данными, приведенными в табл. 3.5 (соответствуют ГОСТ 186-52), и сделать заключение о соответствии двигателя этим требованиям.

2. Кратность начального пускового и максимального момента двигателя, а также его пускового тока определяются по формулам

к_п = М_к.н/М_н ,  к_м = М_max/М_н ,  к_i = I_к.н/I_н    ,   ( 3.14 )

где I_к.н, М_к.н − приведенные к номинальному напряжению пусковой ток и начальный пусковой момент (по п.3 экспериментальной части работы), I_н − номинальный ток двигателя, соответствующей схеме соединения обмоток при проведении опыта короткого замыкания, М_н − его номинальный момент.

Полученные значения кратностей пусковых моментов и тока и максимального момента следует сравнить между собой (по пп.3 А, Б экспериментальной части) и с требованиями ГОСТ, приведенными в табл. 3.5. На базе этого сравнения делается заключение о соответствии двигателя требованиям стандарта и о влиянии насыщения на к_п и к_i.

 Таблица 3.5

3. Рассчитывают потребляемую двигателем в номинальном режиме мощность  Р_1н = Р_н + SР (Р_н − номинальная мощность, SР − суммарные потери по п.1 данного раздела “Обработка опытных данных”). Эту мощность относят к номинальной, получая тем самым удельную мощность (кВт/кВт), требуемую для проведения опыта нагрузки без отдачи энергии в сеть. Полученное значение р_уд = Р_1н/Р_н следует сравнить со значением р_уд, полученным в работе №4 при нагрузке с отдачей энергии в сеть.