Методические указания. Двигатель работает без нагрузки на валу

16.3.1. Опыт холостого хода

Двигатель работает без нагрузки на валу. При номинальном напряжении U _1н, подводимом к обмоткам статора, по показаниям измерительных приборов определяют ток I ₀ и мощность потерь холостого хода P ₀, а затем вычисляют коэффициент мощности по уравнению:

. (52)

16.3.2. Опыт короткого замыкания

Схема включения двигателя прежняя (см. рис. 48). Ротор двигателя предварительно затормаживают. Опыт проводят при пониженном напряжении. Напряжение на обмотках статора плавно повышают от нуля до U _1к = (0,2 – 0,3) U _1н, при этом в обмотках устанавливается номинальный ток I _1н, указанный на паспорте двигателя.

По приборам определяют значения U _1к, P _к, I _к, а затем рассчитывают коэффициент мощностью по формуле:

. (53)

Для построения диаграммы значение тока короткого замыкания пересчи-тывают на номинальное напряжение U _1н: .

16.3.3. Правила построения окружности токов

Проведя оси координат и выбрав масштаб по току m_I, А/мм, и напряжению m_U, В/мм, строят вектор фазного напряжения U _1н, вектор тока х. х. I ₀ под углом φ ₀ к вектору напряжения и вектор тока к. з. I _1к под углом φ _к к вектору U _1н. Получают точки Н и К (рис. 49). Соединив их прямой НК, восстанавливают к середине отрезка НК перпендикуляр МО ₁ до пересечения с прямой НС. Из точки О ₁ радиусом О ₁ Н проводят окружность токов.

Круговую диаграмму применяют для определения параметров асинхронного двигателя и построения рабочих характеристик расчетным путем.

16.3.4. Ток статора и приведенный ток ротора

Из точки 0 в масштабе токов (см. рис. 49) откладывают вектор тока статора I ₁ так, чтобы конец вектора лежал на окружности токов (точка D): . Затем, соединяя точку D с точкой Н, получают приведенный ток ротора и ток х. х

Рис. 49. Круговая диаграмма асинхронного двигателя

16.3.5. Подведенная мощность

Известно, что . Так как U ₁ = const, , то мощность P ₁ пропорциональна активной составляющей тока статора. На круговой диаграмме величину I _1a определяют по отрезку , поэтому подведенная мощность , где m_P = m ₁ U ₁ m_I – масштаб мощности, Вт/мм.

Подведенную мощность отсчитывают от оси абсцисс, которую называют линией подведенной мощности P ₁, до данной точки на окружности токов.

16.3.6. Полезная мощность

Полезную мощность измеряют отрезком по вертикали от окружности токов до прямой, соединяющей точки на окружности токов, в которой полезная мощность равна нулю. Одной из таких точек является точка х. х. Н, другой – точка к. з. К.

Линия НК является линией полезной мощности и для заданной точки на окружности токов .

16.3.7. Электромагнитная мощность и электромагнитный момент

Строят линию электромагнитной мощности, для чего отрезок делят на две части: , где – активное сопротивление одной фазы двигателя при опыте к. з.; r ₁ – активное сопротивление одной фазы обмотки статора. Через точки Н и К ₂ проводят линию электромагнитной мощности. Для заданной точки на окружности токов электромагнитная мощность . Электромагнитный момент двига-теля ; , где – масштаб моментов, Н^.м/мм.

16.3.8. Коэффициент мощности

Для определения коэффициента мощности cos φ ₁ на оси напряжения строят полуокружность произвольного радиуса, тогда для данной точки D на окружности токов . Для удобства расчетов диаметр принимают равным 100 мм. В этом случае .

16.3.9. Скольжение

Скольжение s определяют по шкале, для построения которой в точке H ₀ восстанавливают перпендикуляр H ₀ Q, проходящий через точку Н. Затем на любом уровне параллельно линии электромагнитной мощности HK ₂ проводят прямую до пересечения с продолжением линии полезной мощности HK. Отрезок QE делят на десять равных частей и получают шкалу скольжения.

Для данной на окружности токов точки D скольжение определяется продолжением линии HD до пересечения со шкалой скольжения в точке e.

16.3.10. КПД двигателя

КПД двигателя можно определить по формуле: η _дв = P ₂/ P ₁. На круговой диаграмме , , тогда .

16.3.11. Перегрузочная способность двигателя

Для определения максимального момента двигателя из точки O ₁ опускают перпендикуляр на линию электромагнитной мощности и продолжают его до пересечения с окружностью токов (точка q). Из точки q проводят прямую параллельно оси ординат до пересечения с линией электромагнитной мощности (точка n). По отрезку qn в масштабе моментов определяют значение максимального момента . Начальный момент (пусковой) находят при s, равном единице: .

Перегрузочная способность двигателя .

Контрольные вопросы

1) Как строится окружность токов?

2) Как строится шкала скольжения?

3) Как определяется КПД двигателя по круговой диаграмме?

4) Как определяется перегрузочная способность двигателя?

5) Чему равно скольжение асинхронного двигателя при пуске?

6) Как увеличить момент двигателя при пуске?

7) Как строится шкала cos φ ₁?

Библиографический список

1. К о с т е н к о М. П. Электрические машины / М. П. К о с т е н-

к о, Л. М. П и о т р о в с к и й. М.: Энергия, 1972. Ч. 2. 704 с.

2. В о л ь д е к А. И. Электрические машины / А. И. В о л ь д е к. М.: Энергия, 1974. 840 с.

3. П и о т р о в с к и й Л. М. Электрические машин / Л. М. П и-

о т р о в с к и й. М.: Энергия, 1972. 504 с.

4. И в а н о в - С м о л е н с к и й А. В. Электрические машины А. В. И в а н о в - С м о л е н с к и й. М.: Энергия, 1980. 927 с.

5. В а ж н о в А. И. Электрические машины / А. И. В а ж н о в М.: Энергия, 1968. 768 с.

6. Б р у с к и н Д. Э. Электрические машины / Д. Э. Б р у с к и н, А. Е. З о р о х о в и ч. М.: Высшая школа, 1979. Ч. 1. 287 с.; Ч. 2. 303 с.

7. Электрические машины. Часть 1. Трансформаторы / В. Д. А в и л о в, Ю. Л. И в а н и л о в и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 39 с.

Учебное издание

АВИЛОВ Валерий Дмитриевич, Иванилов Юрий Леонидович,

Сергеев Роман Владимирович, Серкова Любовь Ефимовна,

Третьяков Евгений Александрович, Харламов Виктор Васильевич,

Шкодун Павел Константинович