Снятие характеристик холостого хода и короткого замыкания

Последовательность операций, при прямом способе пуска в ход асинхронного двигателя

Что такое прямой пуск?Как следует из названия, прямой пуск трехфазного асинхронного двигателя означает, что электродвигатель подключается к сети на номинальное напряжение. Его обычно применяют при стабильном питании двигателя, если вал двигателя жестко привязан к приводу, например привод вентилятора или насоса.

2 как изменить направление вращения асинхронного двигателя

В трехфазном - поменять местами любые две фазы которые подходят к двигателю. В однофазном - поменять местами два провода пусковой или рабочей обмотки.

3 как определить рабочую характеристику асинхронного двигателя

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой графически выраженные зависимости частоты вращения n2, КПД η, полезного момента (момента на валу) М2, коэффициента мощности cos φ, и тока статора I1 от полезной мощности Р2 при U1 = const f1 = const.

4 ход графиков рабочей характеристики Ты втираешь мне какую то дичь

Примерный вид рабочих характеристик асинхронного двигателя показан на рис. 4.25. Частота вращения, ток статора, момент на валу, потребляемая и полезная мощности приведены на графике в относительных единицах. Рабочие характеристики строят только для зоны практически устойчивой работы двигателя, т. е. до скольжения (1,1 ÷ l,2)s_ном .

5 Как опытным путем определить характеристики холостого хода ассинхронного двигателя

Характеристика холостого хода асинхронного электродвигателя–зависимость силы тока холостого хода асинхронного электродвигателя от напряжения электросети, к которой подключен этот двигатель, при номинальной ее частоте.

При пуске в ход асинхронного двигателя n=0,S=1. В режиме идеального холостого хода n=n₀,S=0. Таким образом, в режиме двигателя скольжение изменяется в пределах:

0<S≤1.

При работе асинхронных двигателей в номинальном режиме:

S_н=(2÷5)%.

В режиме реального холостого хода асинхронных двигателей:

S_хх=(0,2÷0,7)%.

 

6 Пояснить ход характеристик холостого хода двигателя

Характеристика представляет собой зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения.

 

7 Как опытным путем определить характеристики короткого замыкания асинхронного двигателя

Если теперь ротор оставить неподвижным, а его обмотку замкнуть, то будет иметь место короткое замыкание АД, подобное короткому замыканию трансформатора. Этот режим имеет место в первый момент пуска АД, когда ротор еще не пришел во вращение. Ток ста-тора АД при коротком замыкании составляет (4…7) Ιн, поэтому во избежание чрезмерного нагревания и повреждения изоляции обмоток двигатель нельзя длительно оставлять при коротком замыкании под полным напряжением.

 

7. Как опытным путем определить характеристики короткого замыкания асинхронного двигателя?

Характеристика короткого замыкания асинхронного электродвигателя – зависимость силы тока в первичной обмотке электродвигателя от напряжения на концах этой обмотки, когда ротор двигателя неподвижен, а вторичная его обмотка замкнута накоротко.

При опыте короткого замыкания необходимо затормозить двигатель полностью и при этом режиме отметить по измерительным приборам величины U_k, I'_k и P'_k. Зная последние, можно найти

cos φk =	P'k	.
UkI'k

Чтобы двигатель при этом опыте не перегрелся до опасной величины, обычно напряжение на клеммах понижают, так что U_k < U.

В последнем случае величина тока короткого замыкания при нормальном напряжении, равном U, может быть найдена путем пересчета

I_k = I'_k • U/U_k .

 

Поясните ход характеристик короткого замыкания двигателя?

Снятие характеристик холостого хода и короткого замыкания

Основными частями, определяющими работу электрической машины и трансформатора, являются магнитная система и обмотки. Физические процессы в магнитной системе определяются магнитным потоком Ф, создаваемым намагничивающим током. Магнитный поток Ф можно определить, зная индуктированную э. д. е.:

где 1 — частота тока; w — число витков в обмотке, пронизываемой потоком Ф.
Чтобы установить состояние магнитной системы, необходимо выяснить ее поведение при различных значениях магнитного потока и соответствующих э. д. е., плавно изменяя их от нуля до значений, несколько превышающих номинальные. Для этого в электрических машинах, возбуждаемых постоянным током, плавно увеличивают силу тока в обмотке возбуждения и измеряют эту силу тока и э. д. е., индуктированные во всех обмотках для каждого заранее выбранного значения силы тока в обмотке возбуждения. В результате получают зависимость электродвижущей силы Е от тока возбуждения /в, которую называют характеристикой холостого хода и обычно представляют в виде графика.
Для асинхронных двигателей и трансформаторов аналогичную характеристику можно получить, плавно изменяя напряжение, подводимое к одной из обмоток, и измеряя в этой обмотке токи, соответствующие заранее выбранным напряжениям. Как правило, мри пусконаладочных работах ограничиваются измерением тока холостого хода асинхронного двигателя или трансформатора при пусковом опробовании.
Известно, что ряд данных, характеризующих работу электрических машин и трансформаторов (падение напряжения на внутреннем сопротивлении, потери в меди и др.), определяется силой тока в обмотках. Для определения этих данных проводят опыт короткого замыкания. При закороченных обмотках плавно увеличивают силу тока возбуждения (у электрических машин — ток в обмотке возбуждения), измеряют силу тока в рабочей обмотке при различных, заранее выбранных значениях силы тока возбуждения. По полученным данным, определяющим так называемую характеристику короткого замыкания, строят соответствующую кривую.
У асинхронных двигателей опыт короткого замыкания проводят, подавая пониженное напряжение на заторможенный двигатель. По характеристике, снятой при опыте короткого замыкания у синхронной машины, можно судить об исправности обмотки ротора, а у асинхронного двигателя — о величине пускового тока

где /к. з — сила тока при опыте короткого замыкания; f/K. з — напряжение при опыте короткого замыкания.
Одновременно со снятием характеристик холостого хода и короткого замыкания контролируют правильность работы цепей возбуждения, измерительных приборов, защиты, синхронизации, испытывают витковую изоляцию и выполняют другие работы, связанные с погрузкой проверяемой машины (или трансформатора) током или с включением ее под напряжение.
Вначале целесообразно снять характеристику короткого замыкания, так как при этом можно проконтролировать правильность работы релейных защит, которые отключат испытываемое оборудование во время снятия характеристики холостого хода, если имеются повреждения. Работы, связанные со снятием характеристик холостого хода и короткого замыкания, выполняют после установки и окончания монтажа всего оборудования.. Испытание проводят по специальной программе, предусматривающей последовательность и объем всех работ, взаимоотношение между монтажниками, наладчиками и эксплуатационным персоналом, необходимые подготовительные работы, организационные и технические мероприятия по технике безопасности. Измерительные приборы следует брать повышенной точности (класса 0,2—0,5), особенно при снятии характеристики холостого хода.
Рассмотрим более подробно методику снятия характеристик холостого хода и короткого замыкания синхронного генератора.
Для снятия характеристики короткого замыкания собирают схему, показанную на рис. 169, а. Убеждаются, что синхронный генератор Г вращается с нормальной частотой, шунтовой реостат находится в начальном положении, соответствующем минимальному току возбуждения, а также в том, что лица, участвующие в проведении испытания, находятся на своих местах и готовы к работе. Затем включают автомат гашения поля.
Постепенно увеличивая ток ротора шунтовым реостатом возбудителя, устанавливают поочередно 4—5 значений тока статора (например, 0,25; 0,5; 0,75 и 0,9—1 номинального), при которых снимают показания приборов, измеряющих силу тока в роторе и статоре (во всех трех фазах). По полученным данным строят характеристику короткого замыкания (рис. 169, б) и сравнивают ее с заводской или с соответствующей характеристикой, полученной на однотипной машине при предыдущих испытаниях. Несоответствие характеристики короткого замыкания заводской, особенно если она не исходит из начала координат, свидетельствует о возможной неисправности, например замыкании витков обмотки ротора. При опыте короткого замыкания проверяют все токовые защиты генератора.

 

 

9. Что называется скольжением асинхронной машины и как его определить опытным путем? Скольжение асинхронного двигателя — относительная разность скоростей вращения ротора и изменения переменного магнитного потока, создаваемого обмотками статора двигателя переменного тока. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.

,

где — скорость вращения ротора асинхронного двигателя

— скорость циклического изменения магнитного потока статора, называется синхронной скоростью двигателя.

,

где f — частота сети переменного тока

p — число пар полюсов обмотки статора (число пар катушек на фазу).

Из последней формулы видно, что скорость вращения двигателя n практически определяется значением его синхронной скорости, а последняя при стандартной частоте 50 Гц зависит от числа пар полюсов: при одной паре полюсов — 3000 об/мин, при двух парах — 1500 об/мин, при трёх парах — 1000 об/мин и т. д.

10. Как определить электрические потери в короткозамкнутой обмотке ротора?

Потери делятся на потери в статоре и в роторе. Потери в статоре состоят из электрических потерь в обмотке Рэ1 и потерь в стали Рст, а потери в роторе - из электрических Рэ2 и механических Рмех плюс добавочные потери на трение и вентиляцию Рдоб.

где К = 2,9-3,6 определяется диаметром статора D1.
Потери в стали в рабочем режиме во много раз меньше электрических потерь в роторе и ими обычно пренебрегают.
КПД асинхронного двигателя составляет от 0,75 до 0,95.

Ну или сечением и длинною проводника. Хз короче.

11. Как определить КПД двигателя расчетным путем?

 

Ну, тут конечно х%й знает

 

 

12. Опишите виды потерь мозности в асинхронном двигателе и поясните, как они зависят от нагрузки.

 

Потери в 3-х фазном асинхронном двигателе подразделяют на основные и добавочные. К основным относят электрические потери в обмотках, потери в стали магнитопровода и механические потери, включая вентиляционные. Электрические потери зависят от квадрата токов обмоток и активных сопротивлений. Токи обмоток определяются, в основном, заданными значениями мощности и напряжения двигателя, а также значениями cosφ и КПД. Для уменьшения этих потерь обмотки выполняют из материалов с небольшим удельным сопротивлением (медь, алюминий) .
Потери в стали магнитопровода складываются из потерь от вихревых токов и потерь на гистерезис. Для уменьшения потерь от вихревых токов сердечники статора и ротора набирают (шихтуют) из тонких штампованных изолированных листов специальной электротехнической стали с повышенным удельным сопротивлением. Основные потери в стали зависят от массы стали, квадрата магнитной индукции и частоты перемагничивания в степени 1,3 – 1,5 в зависимости от марки стали.
Механические потери зависят от размеров двигателя, квадрата частоты вращения ротора и системы вентиляции двигателя.
Добавочные потери в стали складываются из поверхностных и пульсационных потерь в сердечниках. Эти потери вызваны пульсацией магнитной индукции вследствие зубчатого строения сердечников и определяются величиной основного магнитного потока. Частота пульсаций магнитной индукции зависит от скорости вращения ротора. Эти потери имеют место при холостом ходе и нагрузке и практически не изменяются с ростом нагрузки.
Добавочные потери при нагрузке возникают в обмотках и на отдельных участках магнитопровода за счёт действия потоков рассеяния, которые зависят от величины токов обмоток, т. е. от нагрузки двигателя.

 

ПОТЕРИ И К.П.Д. АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Основные потери в стали (магнитные потери в ярме и зубцах сердечника статора от гистерезиса и вихревых токов, возникающие вследствие изменения основной гармонической потока)

где - масса ярма и масса зубцов сердечника статора, определяемые по их размерам с учетом коэффициента (см. раздел);

- индукция в зубце сердечника статора; - удельные потери в стали на единицу массы при частоте 50 Гц и индукции 1 Т;

Примечание. Основными потерями в сердечнике ротора обычно за малостью пренебрегают.

Механические потери
а) Потери в подшипниках и вентиляционные.
1. Двигатели с радиальной вентиляцией:
с радиальными каналами

где t - полюсное деление; - число радиальных каналов;
без радиальных каналов

где D - внутренний диаметр сердечника статора;

2. Двигатели с аксиальной вентиляцией (центробежный вентилятор)

3. Двигатели с внешним обдувом (центробежный вентилятор; )

где

Примечание. При осевом вентиляторе потери, определенные в п. 2 и 3, должны быть уменьшены в 2 раза.

б) Потери на трение щеток о контактные кольца

где - коэффициент трения; - удельное нажатие щеток; - площадь поверхности скольжения всех щеток, см2; - окружная скорость контактной поверхности колец, м/с.
в) Полные механические потери

Примечание. Сумму потерь часто называют потерями холостого хода.

Электрические потери в обмотках
а) Основные электрические потери в обмотках статора и ротора:

где - активные сопротивления фаз обмоток статора и ротора при расчетной рабочей температуре; определяются согласно раздела при .
б) Потери в переходных контактах щеток (в асинхронных машинах, не имеющих приспособления для подъема щеток и замыкания колец накоротко)

где - ток кольца; для угольных и графитных щеток; для металлоугольных и металлографитных щеток.
в) Полные электрические потери

Добавочные потери

где для двигателя (подводимая мощность), для генератора (полезная мощность).
Примечание. Сумму потерь Рэ+Рд часто называют потерями короткого замыкания.

Номинальный к. п. д. асинхронной машины:
к. п. д. двигателя:

где - суммарные потери; - номинальная первичная мощность (подводимая от сети);

- номинальная мощность (полезная);
к. п. д. генератора:

где - суммарные потери; - номинальная мощность (полезная).
Примечание. Под "номинальной мощностью" (Рн) обычно (если нет особых оговорок) понимают полезную мощность: для двигателя - мощность , для генератора - мощность .