Данные двигателя:

Заданная точка:

М_з=±3 Н*м, w_з=73 рад/сек.

характеристика двигатель питание сеть

Сопротивления ротора приведённые к статору:

r`2=2.352 Ом.

x`2=2.978 Ом.

При номинальном моменте и отсутствии добавочных сопротивлений скольжение, на естественной характеристике, равно:

S_н=0.105

w_о=104.72 рад/сек = 1000 об/мин, w_o=93.724 рад/сек

Критическое скольжение на естественной характеристике:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

sкр_ест=0.404

Уравнение естественной механической характеристики:

где МКе - момент критический на естественной характеристике;

При пониженном напряжении (U₁=205 В) момент критический равен:

MK=75.994 Н*м

Тогда искусственная механическая характеристика при пониженном напряжении:

При М=3 Н*м, S₁=0.024. Так как заданная скорость w_з=61 рад/сек, S₂=0.601, то полное сопротивление ротора R₂:

R2=29.697 Ом.

R_2доб=29.697-0.6=29.097 Ом.

Приведённое сопротивление ротора к статору равно:

SK`=6.608

Механические характеристики представлены на рисунке 1.

Режим динамического торможения

Необходимо обеспечить работу в точке М=-3 Н*м, w=61 рад/сек.

Индуктивное сопротивление контура намагничивания:

Xм=20.251 Ом.

Момент критический равен:

где i - эквивалентный ток статора.(I1)

Критическое скольжение в режиме ДТ:

бsкт=5.011

Абсолютное скольжение:

Уравнение механической характеристики:

Подставляя в это уравнение параметры заданной точки, находим ток I, обещающий нам работу двигателя в заданной точке.

I1=6.341 A.

Mкт=13.079 Н*м.

Постоянный ток в обмотке статора I_п:

I_п=I1/0,816=8.808 А.

Механическая характеристика ДТ представлена на рисунке 1.

Максимальная скорость двигателя: w_max=262 рад/сек.

Максимальный момент двигателя равен: М=85 Н*м.

Рисунок 1 - Механические характеристики АД.

Цель работы: Изучение различных режимов работы двигателя, экспериментальное исследование механических, электромеханических, энергетических характеристик двигателя в основных схемах включения, определение коэффициентов структурной схемы.

1. Исследование характеристик при питании двигателя от сети

1.1 Механические и электромеханические характеристики без добавочных резисторов в роторе при соединении обмоток статора в звезду.

Таблица 1

U₁ = 205 В.

1.2 Механические и электромеханические характеристики с добавочными резисторами в статоре и без добавочных резисторов в роторе при соединении обмоток статора в звезду

Таблица 2

U₁ = 205 В.

1.3 Механические и электромеханические характеристики при введении в цепь ротора добавочных резисторов при соединении обмоток статора в звезду

Таблица 3

U₁ = 205 В.

Расчетные формулы КПД и коэффициента мощности

1.4 Механические =f(М) характеристики при питании двигателя от сети представлены на рисунке 2. Электромеханические =f(I₁), =f(I₂) - на рисунке 3.

Рисунок 2 - Механические =f(М) характеристики при питании двигателя от сети а) при введении в цепь ротора добавочных резисторов при соединении обмоток статора в звезду (о), б) при соединении обмоток статора в звезду (о) и в треугольник (x).

Расчётные графики показаны сплошной линией без меток.

а) б) в)

Рисунок 3 - Электромеханические =f(I₁), =f(I₂) характеристики а) при введении в цепь ротора добавочных резисторов при соединении обмоток статора в звезду, б) при соединении обмоток статора в звезду и в) при соединении обмоток статора треугольник (x - ток ротора, o - ток статора).

1.5 По данным эксперимента п.1.1-1.4 построены зависимости = f(M) - на рисунке 4, зависимости cos = f(M) - на рисунке 5.

Рисунок 4 - Зависимости = f(M).

Рисунок 5 - Зависимости cos = f(M).

2. Исследование характеристик двигателя в режиме динамического торможения

2.1 Механические и электромеханические характеристики двигателя в режиме динамического торможения

Таблица 4. - При заданном значении тока статора и с добавочным сопротивлением в цепи ротора

I_П = I_ЗАД = 7 А.

Таблица 5. - при другом значении тока в цепи статора без добавочного сопротивления в цепи ротора

I_П = 5.36 А,

2.2 Определение сопротивлений методом амперметра-вольтметра:

- активное сопротивление фазной обмотки статора

U₁= 18.4 В, I₁= 7 А, r₁= U₁/I₁= 2,62 Ом;

- активное сопротивление фазной обмотки ротора

U₂= 53.2 В, I₂= 1 А, r₂= U₂/2I₂= 26.6 Ом;

- добавочное сопротивление в цепи ротора

U₂= 32.4 В, I₂= 1.8 А, R_{2 ДОБ}= U₂/2I₂= 9 Ом;

2.3 Механические =f(М) характеристики в режиме динамического торможения представлены на рисунке 6. Электромеханические =f(I₁), =f(I₂) характеристики в режиме динамического торможения - на рисунке 7.

Рисунок 6 - Механические =f(М) характеристики двигателя в режиме ДТ (w1,M1 - по таблице 4, w2,M2 - по таблице 5, w3,M3 - по таблице 6).

Рисунок 7 - Электромеханические, =f(I₂) характеристики двигателя в режиме ДТ (I21,M1 - по таблице 4, I22,M2 - по таблице 5, I23,M3 - по таблице 6).

3.  Расчет коэффициентов структурной схемы для различных схем включения

3.1 Упрощенная структурная схема АД представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Структурная схема.

Расчетные формулы:

3.2 Результаты расчетов коэффициентов структурной схемы в основных схемах включения сведены в таблицу 8.

Таблица 5 - При максимальной скорости двигателя

U = 205 В.

4. Расчет энергетических диаграмм, КПД и cos

4.1 Энергетическая диаграмма двигательного режима, опытные данные:

U_Я = 102 В, I_Я = 3 А, М = 3.8 Нм, = 36 1/с, P_Ф= 0.22 В

т) представлена на рисунке 9.

4.2 Расчетные формулы

Активная мощность, потребляемая из сети:

Мощность потерь в обмотке статора:

Мощность потерь в стали статора:

Электромагнитная мощность:

Мощность потерь в резисторах:

Мощность на валу двигателя:

Мощность механических потерь и потерь в стали статора:

Рисунок 9 - Энергетическая диаграмма двигательного режима

4.3 Результаты расчетов КПД, cos и составляющих энергетических диаграмм сведены в таблицу 9.

Таблица 9

4.3 Энергетические диаграммы построенные по данным таблицы 9.

а)

б)

в)

Рисунок 10 - Энергетические характеристики режимов а) РТ, б) ПВ, в) ДТ.

Размещено на Allbest.ru