.

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЧАСТОТНОМ  УПРАВЛЕНИИ  ОТ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО  ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Программа Работы

Контрольные вопросы

Литература

Лабораторная работа № 1.

ПРОГРАММА РАБОТЫ.

I. Экспериментальная часть

1. Ознакомиться со схемой и работой лабораторного стенда.

2. Снять рабочие характеристики АД  при пита­нии от ППЧ для частот   и 100 Гц.

3. Снять регулировочную характеристику  в диапазоне изменения частот Гц.

4. Зарисовать осциллограммы фазных напряжений, подводимых к АД и линейных токов при питании от ППЧ в режиме нагрузки для    Гц

5.Снять рабочие характеристики АД  при питании от сети (синусоидальное напряжение) и напряжении   (Гц).

6. Зарисовать осциллограммы фазных напряжений и линейных токов при синусоидальном питании в режиме нагрузки.

П. Обработка экспериментальных данных

1. Построить на графике механические характеристики при питании АД от сети и ППЧ.

2. Построить на графиках рабочие характеристики и  при питании от сети и ППЧ.

3. Построить на графике регулировочную характеристику .

Описание экспериментального стенда и методические указания по работе на нем.

Схема стенда для проведения экспериментальных исследований приведена на рис. 3.

                                                                          Рис.3

Он состоит из преобразователя частоты и асинхронного двигателя, смонтированного совместно с электромагнитным тормозом, служащим нагрузкой АД. На стенде расположен комплект измерительных приборов, необходимых для проведения эксперимента.

Используется преобразователь частоты - ТПТР-10-230-3200. Цифры означают, что номинальный ток его 10 А, наибольшее зна­чение выходного напряжения - 230 В, частоты - 3200 Гц (для  ра­боты установлен диапазон частот ППЧ  Гц). Преобразователь выполнен в виде шкафа, внутри которого расположены блоки инвертора, регулятора, питания; трансформаторы, реакторы, диоды, конденсаторы. В данном преобразователе заложен закон   регулирования

.

В преобразователе происходит двойное преобразование напря­жения: вначале переменное напряжение частоты 50 Гц преобразует­ся в постоянное. Для этого служит управляемый выпрямитель. После выпрямителя постоянное напряжение с помощью инвертора напряжения преобразуется в переменное заданной частоты. Схема преобразова­теля содержит силовую часть и систему управления. В силовую часть входят управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, инвертор, ограничитель напряжения и устройство защиты.

Управляемый выпрямитель на оптронных тиристорах выполнен по трехфазной мостовой схеме. Напряжение на его выходе регулиру­ется пропорционально изменению выходной частоты преобразователя. Регулирование осуществляется изменением угла управления тиристо­рами, при этом максимальное выпрямленное напряжение ограничено 280В, в номинальном режиме В при частоте  Гц.   Пульсирующее напряжение выпрямителя сглаживается Г-образным филь­тром, состоящим из реактора и конденсаторов.

Инвертор напряжения на транзисторных ключах выполнен по трехфазной мостовой схеме с интервалом проводимости каждого ключа 180 эл.град.

  Система управления состоит из устройства управления пуском и торможением; задатчика управляющего напряжения, обеспечивающе­го формирование линейно изменяющегося напряжения при разгоне   и торможении, а также стабилизацию управляющего напряжения на   за­данном уровне в рабочих режимах. Сюда также входят система фазо­вого управления тиристорами, переключатель диапазонов и защитные устройства.

В качестве объекта исследования используется трехфазный АД марки 4А63В4УЗ. Паспортные данные АД: номинальная мощность Вт, фазное напряжение - В, частота - Гц, скольжение , фазный ток А, коэффициент мощности , коэффициент полезного действия , кратности пускового  и максимального момен­тов, пускового тока -  .

Нагрузка двигателя осуществляется с помощью электромагнит­ного тормоза системы МЭИ. Величина момента регулируется током в обмотке электромагнита посредством потенциометра ПТ, расположен­ного на стенде (см.рис.3).Питание электромагнитного тормоза пода­ется с помощью выключателя В.

Частота вращения ротора измеряется стробоскопом. Изменение напряжения, токов и мощности фаз статора осуществляется измери­тельным комплектом К-505.

Регистрация токов и напряжений осуществляется осциллографом после его включения в сеть и установки переключателя  в одно из следующих положений: "" - для записи мгновенных значений фазных напряжений, "" - для записи линейных токов.

Питание на стенд подается от двух источников напряжения че­рез контакты контакторов и , управляемых кнопками "Сеть" и "ППЧ".

Кнопка "Сеть" включает напряжение U=127В, подаваемое на вход индукционного регулятора "ИР", выход которого подключен к АД. ИР установлен слева от стенда. Напряжение на выходе ИР регу­лируется вращением маховика, расположенного сверху на регуляторе.

Кнопка "ППЧ" включает напряжение U=220В, подаваемое   на преобразователь. Отключение обоих напряжений осуществляется кноп­кой "стоп", расположенной между кнопками "Сеть" и "ППЧ".

Режим работы стенда - подключение АД к преобразователю час­тоты или к сети - осуществляется установкой переключателя    в од­но из следующих положений: "ППЧ" - при питании АД от  ППЧ  или "Сеть" - при питании АД   от сети.

При работе от ППЧ, после включения напряжения с помощью кнопки "ППЧ", необходимо затем включить сам преобразователь с по­мощью автоматического выключателя и кнопки "пуск", установленных на нем.

Схема лабораторной установки собрана полностью.

1. При исследовании работы АД при питании от "ППЧ" необходи­мо переключатель  поставить в положение "ППЧ" и нажать кнопку "ППЧ". Переключатель фаз на измерительном комплекте К-505 при пуске АД должен стоять в положении "0^м.

1.1. Включить преобразователь частоты с помощью автоматического выключателя (расположен справа на шкафу ППЧ). При этом заго­рается сигнальная лампа.

1.3. Установить на индикаторе ППЧ необходимую частоту Гц.

1.4. Нажать кнопку "Пуск" на ППЧ и наблюдать разгон двигате­ля. Включить электромагнитный тормоз и осциллограф, нагрузить АД моментом , измерить скорость и зарисовать кривые то­ков и напряжений при нагрузке. Снять нагрузку, отключить осциллог­раф и приступить к снятию рабочих характеристик.

2. Рабочие характеристики двигателя.

Характеристики при питании от ППЧ снима­ются для двух значений частот 50 и 100 Гц. Напряжения на вы­ходе для заданных частот ППЧ устанавливаются автоматически.

Нагрузка двигателя осуществляется с помощью электромагнитно­го тормоза при изменении момента от 0 до . Измерение момен­та производится по шкале электромагнитного тормоза. Ток в обмотке тормоза регулируется потенциометром ПТ (см. рис.3). Скорость двига­теля измеряется ламповым стробоскопом или другим прибором.

Токи, напряжения и активные мощности измеряются с помощью комплекта измерительных приборов К-505 после установки переключателей диапазонов токов и напряжений в положения, соответствующие ожидаемым величинам (если они неизвестны, то переключатели ста­вятся в положения, соответствующие максимальным).

После снятия рабочих характеристик при Гц (5-6 пока­заний) разгрузить АД, уменьшив  до нуля.

Установить частоту Гц, и снять рабочие характеристи­ки как описано выше.

3. Снятие регулировочной характеристики производит­ся следующим образом. Не выключая ППЧ, установить частоту Гц и нагрузить двигатель требуемым моментом Гсм (10 дел.). Измерить угловую скорость вращения ротора . Уста­навливая последовательно частоту ППЧ  80, 70, 60 и 50 Гц, записывать соответствующие показания угловой скорости ротора, мо­мент сопротивления при этом поддерживается постоянным, регулируя ток в обмотке тормоза посредством реостата ПТ.

4. При снятии рабочих характеристик  при питании от сети переключатель режима работы установить в положение "Сеть", Перед включением необходимо убедиться, что рукоятка индук­ционного регулятора повернута до упора вправо по часовой стрелке. Увеличение напряжения питания осуществляется вращением рукоятки ИР влево против часовой стрелки.

Подать напряжение на ИР, нажав на кнопку "Сеть" и, вращая его рукоятку, установить напряжение сети, равное действующему значению напряжения при питании АД от ППЧ  для Гц  (берется из прото­кола записи результатов намерений п.2).

Указания к оформлению работы и подготовка к защите

1. Результаты измерений при снятии рабочих характеристик за­носятся в табл.1. В нее записываются результаты расчета.

Таблица I

2. Расчетные значения величин определяются по формулам:

линейное напряжение - , линейный ток - , мощ­ность потребляемая АД - ,

полезная мощность - , где  Нм, если  дано в Гсм. По опытным и расчетным данным в соответствующих масш­табах строятся рабочие и механические характеристики.

3. Результаты измерений регулировочной характеристики зано­сятся в табл.2.

Таблица 2

4. На основании лекционного курса и рекомендованной литерату­ры необходимо объяснить схему и особенности работы АД при питании от ППЧ и сети, полученные характеристики и осциллограммы.

 Требования к отчету.

Отчет должен содержать:

1. Паспортные данные двигателя, ППЧ и спецификацию измерите­льной аппаратуры.

2. Упрощенную рабочую схему стенда.

3. Механические характеристики; рабочие характерис­тики  при питании от сети и ППЧ.

4. Регулировочную характеристику , осциллограммы то­ков и напряжений.