Дослід холостого ходу

Характеристика холостого ходу асинхронного двигуна являє собою залежність струму статора І₀ та споживаної потужності Р₀ від напруги U₀ статора при номінальній частоті f_н та відсутньому навантаженні на валу двигуна: I_хх = (U_x), Р_хх = (U_x) при f_н = const; M₂= 0.

Характеристику Х.Х. можна зняти при наявності регульованого джерела змінного струму необхідної потужності - індукційного регулятора чи синхронного генератора. Приблизна характеристика х.х. показана на рис. 3.1.

рисунок 3.1- характеристика х.х. трифазного асинхронного двигуна (3,0 кВт, 220/380 В, 1430 об/хв).

При приймально-здавальних випробуваннях можна обмежитись визначенням одної точки характеристики при номінальній напрузі та частоті джерела живлення статора.

При знятті характеристики двигун попередньо прогрівають на холостому ходу до установленої температури підшипників і обмотки. Для двигунів потужністю до 10 кВт - 30 хв, від 10 до 100 кВт - 60 хв, і 120 хв при потужності понад 100 кВт.

Значення напруги і струму визначають як середньоарифметичне значення приладів по формулі:

Значення cosφ₀ визначають по формулі:

cosφ₀

Втрати холостого ходу Р₀ складаються із втрат в сталі статора Р_ст, механічних Р_мех і втрат в обмотці статора Р_м (в міді). Втрати в обмотці статора визначають по формулам:

- при з'єднані обмоток в зірку:

Р_м= ;

- при з'єднанні обмоток в трикутник:

Р_м= ;

де І₀ - лінійний струм Х.Х., - опір однієї фази статора під час досліду.

Сума механічних втрат і втрат в сталі:

P_МЕХ + Р_СТ =Р₀ – Р_М

Для визначення окремо втрат в сталі і механічних втрат будують характеристику залежності споживаної потужності електродвигуна від прикладеної до обмотки статора напруги P_МЕХ + Р_СТ =f(U₀) і екстраполюють цю залежність до перетину із віссю ординат і виконують розділення втрат, див. рис.3.1. Більш точне розділення втрат можна виконати побудовою частини характеристики при невеликих напругах: (три-пять точок) в функції квадрату напруги P_МЕХ + Р_СТ = f(U₀²). Отримана прямолінійна залежність в місці перетину з віссю ординат дає точку розділення рис. 3.2.

риcунок 3.2 - розділення втрат холостого ходу

Якщо при вимірюваннях частота живлення відмінна від номінальної але не більша ніж на ±2%, то виміряні значення U₀, P_0mex, Р_0.ст підлягають перерахунку по формулам:

Струм Х.Х. не нормується. Збільшення струму Х.Х. в порівнянні із каталожним значенням може бути наслідком збільшення повітряного проміжку.

3.2 Дослід короткого замикання..

Характеристика короткого замикання являє собою залежність струму статора І_к, споживаної потужності Р_к, коефіцієнта потужності cosφ_к і пускового моменту М_к, від напруги статора U_к при загальмованому роторі. —

I_к = f(U_к) і Р_к = f(U_к) і cosφ_к = f(U_R)_; M_n = f (U_к) при n = 0 і f_{H =} const.

Характеристику к.з. Знімають для двигунів потужністю до 100 кВт при I_к =(3-7) I_н і для двигунів вище 100 кВт при I_н = (2,5-4) I_н. При знятті характеристики к.з. живлення обмотки статора виконується від регульованого джерела змінного струму номінальної частоти. На основі даних досліду виконують графічну побудову характеристик к.з. приблизні характеристики приведені на рис. 3.3.

Початковий пусковий струм І_П визначається з характеристики I_к = f(U_к) екстраполяцією до номомінальної напруги статора U_H. Для цього на графіку проводять дотичну до точки, що відповідає найбільшому виміряному струму, до перетину з віссю абсцисс і визначають напруги ∆U_K.

Значення початкового пускового струму знаходиться з формули:

A;

де І_к - найбільше виміряне значення споживаного струму, А;

U_к - напруга яка відповідає І_к, В.

Початковий пусковий момент двигунів потужністю до 100 кВт визначають, користуючись вимірювальним важелем, який кріпиться до двигуна і впливає на динамометр.

При вимірюваннях визначають зусилля по динамометру F, довжину важеля L, м, і струм статора І_к.

Пусковий момент:

Н·м;

де F - зусилля в ньютонах, Н;

кг·с;

де F - зусилля в кілограм-силах, кг·с.

Для двигунів потужністю більше 100 кВт пусковий момент знаходять розрахунковим шляхом:

;

де - втрати в обмотці ротора при номінальній напрузі, кВт;

- синхронна частота обертання, об/хв. Попередньо визначають втрати в обмотці ротора по даних досліду:

де Р_к - споживана потужність, кВт; Р_ст - втрати в сталі, кВт, при напрузі U_K (визначаються по характеристиці х.х).

;

де І_к - фазний струм, А;

- опір фази, Ом.

Втрати в обмотці ротора при номінальному значенні напруги:

При приймально-здавальних випробуваннях на об'єкті пусковий струм можна визначити при живленні двох фаз обмотки статора однофазним струмом.

Вимірювання проводиться при почерговому вмиканні кожної пари фаз.

Для двигунів з фазним ротором підведена напруга не повинна перевищувати 50 - 60 % від U_H.

рисунок 3.3- характеристика к.з. трифазного асинхронного двигуна (3,0 кВт, 220/380 В, 1430 об/хв).

Пусковий струм:

A;

де І_к, U_K - середні значення трьох вимірів; k- коефіцієнт, що враховує насичення зубців (при напрузі нижчій номінальної k =1,3-1,5, при напрузі близькій до номінальної k =1).

Згідно з ГОСТ 183-74 допустимі відхилення пускового струму і моменту відносно даних каталогу: початковий пусковий момент Мп -15%, початковий пусковий струм Іп +20%.