Лабораторная работа: 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.

Описание: AD

Рис.3.1. Схема испытаний асинхронного двигателя

Описание: AG

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