Тема: Випробування синхронно-реактивного двигуна під навантаженням

Інструкція для виконання лабораторної роботи № 6

1 Мета:

1.1. Вивчити конструкцію синхронно-реактивного двигуна та експериментальне визначення двигуна методом безперервного навантаження..

2 Матеріально-технічне та навчально-методичне забезпечення:

2.1. Вольтметр.

2.2. Ватметр.

2.3. Амперметр

2.4. Реактивний двигун ДРС-150м.

3 Теоретичні відомості:

Синхронний реактивний двигун на відміну від звичайного синхронного двигуна не має обмотки збудження. Його ротор являє собою явнополюсну шихтовану конструкцію із тонколисткової електротехнічної сталі з короткозамкнутою пусковою кліткою.

Двигун має на статорі дві однофазні обмотки А і В, осі яких зсунуті в прос­торі одна відносно іншої на 90 ел.град. В коло обмотки В включений фазозсуваючий елемент – конденсатор . Ємність цього конден­сатора на практиці вибирається таким чином, щоб забезпечити в двигу­ні кругове обертаюче поле при номінальному навантаженні.

Для вимірювання активної потужності, яку споживає двигун з мережі, в схемі використаний однофазний ватметр , що під­ключається до стенду через гнізда " " . Амперметр РА1 або РА2 підключається до гнізд стенда "А" і призначений для вимірювання пов­ного струму, який споживає двигун.

Підключення того чи іншого амперметра відбувається з допомогою перемикача S1 /розміщений на задній стінці лабораторного стенду/.

Номінал робочого конденсатора змінюється з допомогою перемикача S2. При цьому можна встановити його значення, які дорівнюють 0,8 ; 1,0 ;2,0 .

Для створення і вимірювання навантажувального моменту на валу дослідного двигуна в лабораторному стенді використане стріч­кове гальмо маятникового типу МТ. Схема його роботи приведена на рис. 2.

Регулювання навантажувального моменту здійснюється шляхом зміни натягу стрічки з допомогою гвинтової пари.

За рахунок тертя між стрічкою і шківом двигуна відбувається по­ворот шківа гальма на деякий кут до того часу, поки відхилена противага не урівноважить силу, що діє на стрічку зі сторони шківа дослідного двигуна. Стрілка гальма, яка при ньому відхилилася, покаже на шкалі величину цього кута .

Величина навантажувального моменту , що створюється маятниковим гальмом на валу мікродвигуна:

, (1)

де - маса вантажу, кг / = 0,08 кг/;

- кут відхилення стрілки гальма, град. ;

- відстань від осі шківа гальма до центра тяжіння вантажа, м.;

- діаметри шківів двигуна і гальма відповідно, м.

Рис 2. Схема стрічкового гальма для визначення навантажувального моменту М₂.

Для вимірювання частоти обертання ротора дослідного двигуна в лабораторному стенді е фотоелектричний тахометр, оснований на частотному методі вимірювання. Він містить фотодіодний давач , освітлювач , схему перетворення імпульсного сигналу СП і еле­ктронний частотомір, який підключається до гнізд стенду " ", непро­зорий диск з отворами.

Частота обертання вала мікродвигуна

, (2)

де – частота імпульсів на виході схеми перетворення, Гц;

К – кількість отворів на непрозорому диску Д.

Живлення лабораторного стенду здійснюється від мережі 220 В, вмикання стенда проводиться з допомогою вимикача "Мережа".

4 Хід роботи:

4.1. Ознайомитись з конструкцією і принципіальною схемою лабораторного стенду, порядком роботи і даними вимірювальних приладів, що
використовуються.

4.2. Зібрати схему лабораторного стенду по рис. 1, і після її перевірки викладачем зняти дані і побудувати робочі характеристики двигуна.

Попередньо необхідно за допомогою гвинтової пари ослабити натяг стрічки. Такий режим відповідає холостому ходу. Ввімкнути за допомогою перемикача S2 в коло живлення двигуна робочий конденсатор 0,8 . Для даного режиму записати такі покази пристроїв: напругу жив­лення /вольтметр /, використаний струм /амперметр РА2/; вико­ристана активна потужність /ватметр /, кут повороту стрілки гальма , частоту вихідних імпульсів фотоелектричного тахометра / частотомір /.

4.3. Збільшити гальмуючий момент на валу дослідного двигуна.Пов­торити вимірювання всіх перерахованих величин і записати результати до табл.1.

4.4. Аналогічно провести вимірювання ще при трьох-чотирьох значеннях навантажувального моменту /до зупинки ротора, шо відповідає режиму короткого замикання/. При зупинці ротора потрібно негайно зменшити гальмуючий момент, щоб уникнути перегрівання двигуна.

Таблиця І

№ п/п	Вимірювання	Обчислення

4.5. Встановити режим холостого ходу. Перемикачем S2 ввімкнути ро­бочу ємність 1,0 . Повторити всі попередні експерименти. Резуль­тати занести до таблиці 1.

4.6. Ті ж самі виміри повторити для робочої ємності . Результати занести також до табл. 1. Результати оброблених вимірювань заносяться в графи табл. 1, де вони позначені "Обчислення". Для обчислення величини гальмуючого /навантажувального/ моменту за формулою/1/ необхідно виміряти за допомогою лінійки /або штангенциркуля/ значення /див. рис. 16.2/. Маса вантажа дорівнює 0,08 кг.

Обчислення значення частоти обертання ротора двигуна проводиться за формулою/2/.

Число отворів на непрозорому диску дорівнює 36.

Корисна потужність, яку розвиває двигун:

. (3)

Коефіцієнт потужності:

. (4)

Коефіцієнт корисної дії двигуна:

. (5)

Після визначення всіх величин з табл. 1 необхідно побудува­ти такі робочі характеристики двигуна при різних значеннях ро­бочої ємності: .

4.7. Визначити момент входу у синхронізм і момент виходу із син­хронізму.

Для цього встановити режим холостого ходу. Примітити значення частоти вихідних імпульсів з фотодавача при холостому ході. Плавно збільшуючи натяг стрічки гальма, примітити момент різкого зменшення частоти обертання ротора /вихід із синхронізму/. Момент навантажен­ня , відповідний цьому моменту, дорівнює моменту виходу із синхронізму .

Після цього плавно зменшувати величину навантажувального моменту до того часу, поки двигун не втягнеться в синхронізм /відно­виться початкова частота вихідних імпульсів фотодавача/. При наступі такого стану виміряти навантажувальний момент,котрий дорівнює момен­ту входу в синхронізм даного двигуна .

5 Висновки:

6 Контрольні питання:

6.1. Яка фізична суть виникнення реактивного моменту?

6.2. Які бувають конструкції роторів в синхронних реактивних двигунах?

6.3. Чим пояснюється значна величина струму холостого ходу реактивного двигуна?

6.4. Що таке момент входу в синхронізм і момент виходу із синхро­нізму?

6.5. Від яких параметрів залежать величини цього момента?

6.6. Що таке навантажувальна здатність і надвантажувальна здат­ність реактивного двигуна і як її визначити експериментально?

Література

1. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики: Учеб. для вузов по спец, "Автоматика и телемеханика". -М,: Высш.шк., 1986. – С.222-226, 230-234.

2. Кацман М.М., Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических
систем. – М.; Высш.шк., 1979. – С.2І8-22І, 153-156.

3. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. – М.: Высш.шк., 1981.