Асинхронная машина с фазным ротором

1. Испытание трехфазной асинхронной машины с фазным ротором



Цель работы.

Целью работы является испытание асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах, режимах холостого хода и короткого замыкания, ознакомление со способом пуска машины в ход, обучение построению круговой диаграммы и ее использованию.

Программа работы.

	Снять и построить рабочие характеристики машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах:

		

		I1; P1; Q1; M2; n; s; cosφ; η = f (P2).



Таблица.1. Технические данные электрических машин постоянного и переменного тока, преобразователя угловых перемещений

Машина постоянного тока (тип 101.2)

Номинальная мощность, Вт

90

Номинальное напряжение якоря, В

220

Номинальный ток якоря, А

0,56

Сопротивление обмотки якоря и щеточного контакта Rа, Ом

70 – 80

Обмотка возбуждения имеет две обмотки – Е1–Е2 Е3–Е4

Возбуждение машины: независимое или параллельное – обмотки возбуждения соединяются последовательно; последовательное  обмотки возбуждения соединяются параллельно.

Номинальный ток отдельной обмотки возбуждения, А

0,25

Напряжение одной обмотки возбуждения Uf, В

110 В

Сопротивление одной обмотки возбуждения Rf, Ом

600

КПД, %

57,2

Направление вращения

реверсивное

Номинальная частота вращения, мин–1

1500

Режим работы 

двигательный, генераторный

Машина переменного тока (тип 102.1) 

Число фаз на статоре

3

Число фаз на роторе

3

Схема соединения обмоток статора



Схема соединения обмотки ротора

Y

Сопротивление фазной обмотки Rа, Ом

24

Частота тока, Гц

50

синхронная машина

Номинальная активная мощность, Вт

100

Номинальное напряжение, В

230

Номинальный ток статора, А

0,26

Ток возбуждения холостого хода, А

1,6

Номинальное напряжение возбуждения, В

22

Номинальный ток возбуждения, А

1,85

Номинальная частота вращения, мин–1

1500

асинхронная машина

Номинальная полезная активная мощность, Вт

30

Номинальное напряжение, В

127

Номинальный ток статора, А

0,35

КПД, %

36

cos H

0,73

Номинальная частота вращения, мин–1

1250

Преобразователь угловых перемещений (тип 104)

Модель

ВЕ 178А

Число выходных каналов

6

Число импульсов за оборот в серии

2500

Диапазон изменения частот вращения вала, мин-1

0 . . . 6000



Перечень и данные аппаратуры стенда приведены в табл.2.



Таблица.2. Перечень и технические данные аппаратуры стенда

Обозначение/Тип

Наименование

Параметры

G1/201.2

Трехфазный источник питания

~ 400 В / 16 А

G2/206.1

Источник питания постоянного тока

= от 0 до 250 В/ 3 А (якорь)

= 220 В/ 1 А (возбужд.)

G3/209.2

Возбудитель синхронной машины

= от 0 до 40 В / 3,5 А

А2/347.1

Трёхфазная трансформаторная группа

~ 380 ВА/ 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В

А6, А8 /301.1

Трехполюсный выключатель

~ 400 В / 10 А

А9/307.1

Реостат в цепи ротора машины переменного тока

3  0…40 Ом / 1 А

А10/306.1

Активная нагрузка

220 В / 30…50 Вт;

А11/308.1

Реостат

0…2000 Ом / 0.3 А

А13/323.2

Реостат

2×0…100 Ом / 1 А

Р1/508.2

Блок мультиметров

= ~ от 0 до 1000 В /

от 0 до 10 А / от 0 до 20 МОм

Р2/507.2

Измеритель мощностей активной и реактивной

15; 60; 150; 300; 600 В /

0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А.

Р3/506.2

Указатель частоты вращения

минус 2000…0…плюс 2000 мин1

		

		2. Рабочие характеристики асинхронной машины с фазным ротором

		

		Для снятия рабочих характеристик асинхронной машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах машину постоянного тока необходимо использовать и в режиме генератора, и в режиме двигателя. Асинхронная машина испытывается в режиме двигателя по схеме рис. 3.1, а в режиме генератора – по схеме рис. 3.2.

		

		

Рис.3.1. Схема испытаний асинхронного двигателя








Рис. 3.2. Схема испытания асинхронного генератора

	

	Опытные и расчетные данные, машины с фазным ротором в двигательном и генераторном режимах заносим в таблицу №1



Таблица №1

U1 = 127В; f = 50 Гц; n1 = 1500об/мин

I1,

А

Pw,

Вт

Qw,

вар

n,

об/мин

IП,

А

UП,

В

P1,

Вт

P2,

Вт

s

cosφ

M2,

Н·м

η,

%

PП,

Вт

Режим двигателя.

0,31

11

19

1190

0,01

3,6

33

11,926

0,207

0,28

0,0016

36,14

0,036

0,32

14

19

1150

0,08

27,9

42

4,194

0,233

0,34

0,00058

9,986

2,23

0,33

14,5

19

1100

0,11

36,6

43,5

5,003

0,267

0,345

0,00072

11,5

4,026

0,34

15

19

1050

0,13

43,9

45

4,965

0,3

0,35

0,00075

11,03

5,71

0,35

16

19

1000

0,15

48,7

48

6,196

0,33

0,36

0,00098

12,91

7,305

Режим генератора.

0,31

11

19

1350

0,01

4,3

52,615

33

0,1

0,28

0,004

62,72

0,043

0,32

13

19

1315

0,102

32,9

62,991

39

0,123

0,32

0,0047

61,91

3,35

0,33

14

19

1300

0,13

43,3

68,238

42

0,133

0,33

0,0051

61,56

5,63

0,34

15

19

1290

0,16

52,4

73,538

45

0,14

0,35

0,0055

61,19

8,38

0,35

16

19

1280

0,176

56,6

78,908

48

0,147

0,36

0,0059

60,83

9,96




Обработка результатов испытания

Скольжение асинхронной машины s определится как







Р1 и Р2 – потребляемая и полезная мощности асинхронной машины.

В режиме двигателя.









В режиме генератора











Находим потери в стали сердечника статора машины U1=UH, механические потери в машине, электрические потери в обмотки статора, электрические потери в обмотки ротора и добавочные потери в машине.

Электрические потери в трехфазной обмотке статора найдутся как рэл1 = 3I12 r1



 



Добавочные потери в машине 








Электрические потери в обмотке ротора

В режиме двигателя







В режиме генератора







Потери в стали сердечника статора машины механические потери в машине.









Коэффициент мощности, момент на валу двигателя и КПД находятся по формулам:











Мощность машины постоянного тока