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 jH | 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 | ~3´80 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 / 3´0…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 мин-1 |
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 = 3I12r1
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
