Лабораторная  работа №1

Пояснения и указания к работе

Перед началом испытаний следует ознакомиться с номинальными (паспортными) данными двигателя Р_н, U_Сн, U_ун, n_н, а также внимательно изучить схему стенда.

Рис. 1.1 Схема для исследования асинхронного  исполнительного двигателя

Все исследования двигателя проводятся на стенде, схема которого изображена на рис. 1.1. На этой схеме, а также на стенде все элементы, относящиеся к обмотке возбуждения, имеют индекс «В», к обмотке управления — индекс «У». Схе­ма позволяет производить испытание двигателя при однофазном питании обмотки возбуждения (при разомкнутом рубильнике Р₄), а также при питании двух обмоток, в этом случае двигатель может работать:

а)   при временном сдвиге напряжений на обмотках, создаваемом конденсатором (питание обеих фаз от однофазной сети);

б)  при временном сдвиге напряжений фаз, создаваемом схемой (сдвиг в 90° создается индукционным регулятором, включенным по специальной схеме).

При временном сдвиге напряжений, создаваемом конденсатором, рубильник p₂ включается в верхнее положение на однофазную сеть.

При временном сдвиге, создаваемом схемой, конденсатор закорачивается рубильником Р₁ а рубильник Р₂ включается в нижнее положение на двухфазную сеть, создаваемую ин­дукционным регулятором, у которого во вторичной обмотке две фазы соединены последовательно и сдвинуты на 90° по отношению к третьей фазе.

На обмотку возбуждения подается неизменное напряже­ние от лабораторного трансформатора (ЛАТЫ»). Для конденсаторного ИД оно равно U_CH (указанному на паспор­те двигателя), а при «сдвиге схемой» U_вн=U_вк т.е. равно напряжению на обмотке возбуждения конденсаторного ИД при пуске и U_с=U_сн, U_y=U_yн.

На обмотке управления напряжение регулируется лабо­раторным трансформатором (ЛАТР«У»).

Измерение токов и мощностей проводится амперметрами и ваттметрами, включенными в цепи обмотки управления и возбуждения так, чтобы их собственное потребление было минимальным.

Напряжения измеряются с помощью одного вольтметра, соединенного с вилкой и штепсельной колодкой Р₃ на которую поданы напряжения: однофазной сети U_c, обмотки уп­равления Uу, обмотки возбуждения U_в, напряжения на конденсаторе U_K.

Проверка отсутствия самохода. Определение напряжения трогания и момента трения. Различают два вида самохода: технологический и методический [1, 2]. Для проверки отсутствия технологического самохода, обусловленного наличием короткозамкнутых витков в обмотке статора, асимметрией магнитной цепи или замыканием отдельных листов пакета статора, необходимо включить на сеть только обмотку возбуждения (рубильник Р₄ на схеме рис. 1.1 разомкнут) и убедиться, что ротор двигателя неподвижен.

Если активное сопротивление ротора достаточно велико, то машина при однофазном питании обладает свойством самоторможения и ее результирующий момент отрицательный. При снятии сигнала в этом случае методический самоход отсутствует. Чтобы в этом убедиться, надо сначала включить в сеть обе обмотки статора, подавая на них номинальное напряжение, а затем снять напряжение управления, размыкая рубильник Р₄, при этом двигатель должен остановиться. Для нахождения напряжения трогания U_у.трог надо измерить минимальное напряжение управления при номиналь­ном напряжении сети и отсутствии нагрузки на валу двигателя, при котором двигатель начинает вращаться. Измере­ние U_у.трог производится при сдвиге напряжений схемой. Момент трения находят путем простого пересчета, измеряя на­чальный пусковой момент М_ко для этой же схемы включения двигателя при номинальных напряжениях U_вн и U_ун с помощью электромагнитного тормоза.

Пусковой момент двигателя. Зависимость пускового момента двигателя от величины напряжения управления одинакова Для любой из рассматриваемых схем включения, по­этому она снимается только при сдвиге напряжений схемой. К обмотке возбуждения подводится номинальное напряжение U_B=U_вн=const, а напряжение управления изменяется от U_{у торг} до U_ун. По шкале электромагнитного тормоза измеряется начальный пусковой момент. Практически зависимость M_K=f(U_y) линейна. Все измерения надо производить быстро во избежание чрезмерного перегрева обмотки.

Рабочие характеристики при различных схемах включения двигателя: при временном сдвиге, создаваемом конденсатором, рабочие характеристики I_Б, I_у, Р_в, Р_у, М, cos φ_в, cos φ_y, η=f(n) снимаются при постоянном коэффициенте сигнала, то есть постоянном приложенном напряжении U_сн=const и U_y = const для двух коэффициентов сигнала α₀(U_y=U_ун) и 0,5α₀(U_y=0,5U_УН).

Испытуемый конденсаторный ИД рассчитан так, что круговое поле в машине получается при пуске и номинальных напряжениях. Поэтому α₀= U_ун/U_сн а значения напряжения U_сн, U_ун и емкости С₀ берутся по паспортным данным машины. При снятии рабочих характеристик изменяется нагрузочный момент двигателя в пределах от холостого хода М = О до остановки двигателя М = М_к (М_к — начальный пусковой момент). При номинальных напряжениях пусковой момент М_к = М_к0. Измерение вращающего момента осуществляется с помощью электромагнитного тормоза [l]. Начальный пусковой момент измеряется при заторможенном роторе (при механическом сцеплении тормозного диска с подвижной системой электромагнитов) по отклонению стрелки тормоза. Частоту вращения рекомендуется измерять стробоскопом.

При снятии рабочих характеристик измеряются напряжения, подводимые к двигателю U_c, U_в, U_y; напряжение на конденсаторе U_к (в схеме с конденсатором); фазные токи I_в, I_у; мощности Р_в, Р_у; вращающий момент на валу М; частота вращения n.

По данным измерений рассчитываются коэффициенты мощности соs φ_в и cos φ_у, полезная — Р_R и потребляемая — P_s мощности и КПД:

cos φ_у= Р_в/ U_в I_в; cos φ_у= Р_у/ U_y I_у;

Р_R=0,105 Mn; P_s= Р_в+ Р_у;

η= Р_R/ P_s,   где М в Н^.м, п в об/мин.

б) Рабочие характеристики двигателя при временном сдвиге, создаваемом схемой.

Методика получения рабочих характеристик та же, что и при временном сдвиге, создаваемом конденсатором. Рабо­чие характеристики снимаются для двух эффективных коэф­фициентов сигнала α_е=1 и α_е = 0,5. Эффективный коэффи­циент сигнала α_е=1 получается при условии U_вн=κ U_ун.

Напряжение управления берут равным номинальному значению U_y= U_ун (таким же как у конденсаторного двигателя).

Если коэффициент трансформации обмоток k неизвестен, то значение напряжения на обмотке возбуждения берут по данным измерения U_вн=U_вк из пускового режима при α=α₀ конденсаторного двигателя (U_C=U_CH и  С=С₀), так как в этом режиме имеет место круговое поле.

Запись результатов измерений и расчетов рекомендуется свести в таблицу.

Регулировочные характеристики. Регулировочные характеристики двигателя n, I_в, I_у, Р_в, Р_у, соs φ_в, соs φ_у, P_R = f(U_y) снимаются для двух постоянных значений моментов M = 0 (холостой ход) и М = 0,5М_k0 (М_к0 — начальный пусковой момент при круговом вращающемся поле) при амплитудном управлении для сдвига схемой и конденсаторного ИД. Запись результатов измерений и расчета рекомендуется свести в таблицу. Коэффициент мощности и полезная мощность рассчитываются по тем же формулам, что и для рабочих характеристик.

При снятии регулировочных характеристик измерение всех величин следует производить при изменении напряжения управления от минимального значения (напряжение трогания) до номинального значения при постоянном напряже­нии сети.