Аналіз результатів лабораторної роботи

Лабораторна робота

Дослідження навантажувальних діаграм електродвигуна

 

Мета роботи

Набути практичних навичок в одержанні дослідних даних і побудові навантажувальних діаграм електродвигуна при тривалому змінному навантаженні і в застосуванні цих діаграм при виборі потужності електродвигуна методом еквівалентних величин.

 

Обладнання

Опис лабораторної установки.

Для виконання лабораторної роботи використовується трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором М. Механічне навантаження на валу цього електродвигуна створюється електромагнітним гальмом ЕМГ. Навантажувальний момент регулюється потенціометром із ступінчастим перемикачем П, який дозволяє одержати чотири фіксованих значення навантажувального моменту М2.

Для вимірювання споживаної сили струму І1 в один з лінійних проводів ввімкнений амперметр А. Під час пуску електродвигуна цей амперметр шунтують ключем К. Для вимірювання частоти обертання застосовується тахогенератор ТГ з вимірювальним приладом "об/хв."

Програма роботи

1. Ознайомитись з лабораторною установкою, записати паспортні дані електродвигуна і дані вимірювальних приладів.

2. Дослідити роботу АД в заданому режимі з метою одержання даних, необхідних для побудови навантажувальних діаграм струму, моменту і потужності.

3. Побудувати навантажувальні діаграми по струму, моменту, потужності і перевірити відповідність досліджуваного електродвигуна заданому режиму роботи.

4. Скласти звіт і зробити висновки п# лабораторній роботі.

 

Теоретичні відомості

При виборі потужності електродвигуна Для приводу виробничого механізму з тривалим змінним навантаженням використовують метод еквівалентних величин - струму, моменту і потужності. Цей метод ґрунтується на припущенні, що втрати електродвигуна при його роботі з тривалим змінним навантаження дорівнюють втратам в цьому двигуні при його роботі з тривалим постійним навантаженням, значення якого еквівалентне фактичному змінному навантаженню.

Для розрахунку еквівалентної величини будь-якого параметра електродвигуна необхідно мати навантажувальну діаграму. Така діаграма являє собою залежність

спожитого струму І1, корисного моменту М2 або корисної потужності Р2 від часу t. Із навантажувальної діаграми струму I1=f(t) випливає, що протягом часу t1 електродвигун споживає із мережі струм І11, протягом часу t2 струм I12, протягом часу t3- струм І13, протягом часу t4 - струм І14. Аналогічній вигляд мають навантажувальні діаграми цього електродвигуна по моменту і потужності.

Розрахунок параметрів електродвигуна, що працює з тривалим змінним навантаженням, виконують за формулами:

a) еквівалентне значення струму:

б)еквівалентне значення моменту:

 

в) еквівалентне значення потужності

 

 

де I11, I12,...,In - значення струмів, що споживає електродвигун із мережі у відповідні періоди змінного навантаження; М21, М22,M2n - значення корисного моменту на валу електродвигуна у відповідні періоди змінного навантаження; P21 Р22,... Рn1 - значення корисної потужності електродвигуна у відповідні періоди змінного навантаження. Наведені формули справедливі, якщо ділянка навантажувальної діаграми являють собою прямокутники, як зображено на мал. 2.

 

Навантажувальна діаграма одержана дослідним шляхом, являє собою криволінійний графік з плавним переходом від однієї ділянки до іншої. При використанні такої діаграми для розрахунку еквівалентних значень параметрів спочатку її потрібно розділити на ділянки, що являють собою геометричні фігури - трикутники, прямокутники, трапеції. В цьому випадку для ділянок діаграми, що відрізняються від прямокутника, потрібно спочатку визначити еквівалентні значення параметрів:

 

 

 

Для трикутника (ділянка 1)

;

Для трапеції (ділянка 5)

 

При виборі потужності електродвигуна потрібно еквівалентні значення величин порівняно з номінальними даними електродвигуна. Необхідно, щоб еквівалентна величина була набагато менша або дорівнює номінальній. При виборі асинхронного чи синхронного електродвигуна по еквівалентному струму необхідно звернути увагу на схему Гєднання обмоток статора'(зіркою чи трикутником).

Вибраний електродвигун перевіряють за навантажувальною здатністю

,де Мmax - найбільше значення навантажувального моменту на навантажувальній діаграмі.

Mном= - номінальний момент вибраного електродвигуна,

- перевантажувальна здатність вибраного електродвигуна.

Метод еквівалентних величин вибору потужності електродвигуна при тривалому змінному навантаженні дає достатньо точні результати лише при умові, що зміна навантаження впливає лише на величину змінних втрат, а постійні втрати (магнітні і механічні) залишаються практично незмінними. Тому метод еквівалентних величин можна з успіхом застосовувати до електродвигунів, у яких зміна навантаження не викликає значних змін частоти обертання і основного магнітного потоку. Це відноситься до асинхронних двигунів і електродвигунів постійного струму з незалежним збудженням, що працюють в режимі природної механічної характеристики, тобто без додаткового опору в колі ротора (якоря).

 

Порядок виконання роботи

1. Дані для побудови навантажувальних діаграм знімають у відповідності з

програмою, заданою викладачем. В цій програмі вказано послідовність вмикання ступенів потенціометра (для і створення на валу електродвигуна потрібного навантажувального момету) і тривалість роботи на кожній ступені.

Приклад програми:

Номер ступені перемикача П
Тривалість роботи,хв

При цьому мають на увазі, що режим работи електродвигуна тривалий і складається з циклів, що слідують один за одним без інтервалів, в таблиці задана програма одного такого циклу. |

2. Пуск електродвигуна виконується рубильником Р1 без навантаження на валу (перемикач П знаходиться на нульовій ступені).

3. Перемикач П ставлять на ступінь, що відповідає програмі (наприклад, ступінь 3).

4. Ввімкнути рубильник Р2 і одночасно почати відлік часу.

5. Потім перевести перемикач П на іншу ступінь (у відповідності з програмою).

6 При роботі електродвигуна на кожній ступіні зняти покази приладів і занести в

Номер ступені перемикача П Час роботи,хв М2,Н.м n2,об/хв І1,А Р2,Вт
           

 

Потужність на валу електродвигуна Р2=0,105M2n2

7 За даними таблиці побудувати навантажувальні діаграми: I1=f(t); M2=f(t); P2=f(t)

8 За формулами визначити еквівалентні значення струму I1e, моменту М2e, потужності Р2e. І" " . ^ :

.9, Порівняти одержані значення еквівалентних величин з відповідними номінальними даними електродвигуна.

10. Зробити висновок про відповідність досліджуваного електродвигуна заданому режиму навантаження.

11. За виразом , перевіряти відповідність електродвигуна за перевантажувальною здатністю.

 

Аналіз результатів лабораторної роботи

У висновках потрібно вказати, чи відповідає досліджуваний електродвигун заданому режиму роботи. Якщо ж електродвигун не відповідає ньому режиму роботи, то необхідно пояснити причину цієї невідповідності наслідків тривалої роботи електродвигуна в цьому режимі (не тільки перегрів, але і тривала робота з недовантаженням). Недовантаження може привести не тільки до зниження ККД, а й до зменшення коефіцієнта потужност cos . По каталогу потрібно вибрати електродвигун, що відповідає заданому режиму роботи, вказати його тип і номінальні дані.

Контрольні запитання

1 Які номінальні режими роботи електродвигунів?

2. Що являє собою навантажувальна діаграма?

3. В чому полягає метод еквівалентний , величин при виборі потужності?

4. В якому випадку цей метод не застосовується?

5. Які небажані наслідки роботи електродвигуна при його перевантаженні чи недовантаженні?

 

Література.

 

  1. П.М. Монтік. Електротехніка та електромеханіка. Навчальний посібник. "Новий світ - 2000". Львів. 2007р. – 500с
  2. Б.І. Паначевний, Ю.Ф. Свергун. Загальна електротехніка: теорія і практикум. Новн. Посібник. ""Каравела". Київ. 2003р. – 440с.
  3. М.М. Кацман. Электрические машины. "Высшая школа" Москва. 1990г. – 463с.