Исследование синхронных микродвигателей

Лабораторная установка (рис.9.1) содержит 2 электромеханических блока (ЭМБ), строботахометр СТ-3, лабораторный автотрансформатор (ЛАТр), диодный выпрямитель (В) и измерительный комплекс К50.

Каждый из ЭМБ содержит исследуемый синхронный двигатель (СД) и нагрузочное устройство (НУ). Включение ЭМБ в электрическую схему установки осуществляется с помощью штепсельного разъема (ШР).

Объектами исследований являются синхронный реактивный двигатель типа IМ-47 и синхронный гистерезисный двигатель типа Г-506 с техническими характеристиками, представленными в таблице 9.1.

Таблица 9.1

Для измерения угла нагрузки θ и определения режима работы двигателя в лабораторной установке используется стробоскопический эффект, заключающийся в том, что вращающийся предмет будет казаться неподвижным, если его освещать световыми импульсами с частотой, равной частоте вращения. Для этого в установке используется строботахометр СТ-3, состоящий из импульсной лампы и генератора импульсов, синхронизирующего вспышки лампы с частотой сети, питающей двигатель. Таким образом, световые импульсы формируются с частотой 50 Гц и с этой же частотой вращается ротор в синхронном режиме. На конце вала двигателя противоположном тормозному диску закреплен диск с радиальной риской (8). Если этот диск осветить импульсной лампой, то в синхронном режиме риска будет казаться неподвижной, и при изменении момента на валу изображение риски будет смещаться на величину угла нагрузки q. При выходе из синхронизма изображение риски будет вращаться с частотой скольжения ротора. Измерение угла нагрузки производится по закрепленной на корпусе двигателя подвижной круговой угломерной шкале (9). Вращение шкалы используется для совмещения ее нулевой точки с изображением риски в режиме холостого хода двигателя.

Программа работы

1 Исследование характеристик трехфазного реактивного двигателя.

1.1 Определение момента и мощности холостого хода.

1.2 Определение углов и моментов выхода из синхронизма и входа в синхронизм.

1.3 Исследование угловой и рабочих характеристик.

2 Исследование характеристик трехфазного гистерезисного двигателя.

2.1 Определение момента и мощности холостого хода.

2.2 Определение углов и моментов выхода из синхронизма и входа в синхронизм.

2.3 Исследование угловой и рабочих характеристик.

Методика выполнения работы

1 Исследование характеристик трехфазного реактивного двигателя.

· Ознакомиться с устройством и работой нагрузочной установки и строботахометра.

· Собрать схему, изображенную на рис.9.1, подключив с помощью ШР ЭМБ с реактивным двигателем типа IМ-47.

· С помощью выключателя S₁ подключить испытуемый двигатель к питающей сети.

· Включить генератор частоты и лампу-вспышку соответствующими тумблерами на лицевой панели блока СТ-3.

· Направить световой поток лампы на диск (8) и убедиться в том, что риска неподвижна.

1.1 Опыт холостого хода.

· Отключить НУ от источника питания, разомкнув выключатель S₂.

· Измерить момент, напряжение, ток и мощность* холостого хода в положениях «A» и «B» переключателя фаз комплекса К50 и занести данные в строку 1 таблицы 9.2.

Таблица 9.2

1.2 Режим выхода и входа в синхронизм.

· Подключить НУ к источнику питания, замкнув S₂.

· Совместить нуль лимба угломерного устройства с риской диска.

· Плавно увеличивая с помощью ЛАТра нагрузочный момент и наблюдая за углом нагрузки, вывести двигатель из синхронизма (что соответствует началу вращения риски диска). Зафиксировать соответствующие этому режиму угол θ и момент М и записать в строку 7 таблицы 9.2 (показания приборов при выполнении данного пункта не фиксируются).

· Плавно уменьшая с помощью ЛАТра нагрузочный момент, ввести двигатель в синхронный режим (риска диска неподвижна) и зафиксировать соответствующий этому режиму момент М. Записать показания всех приборов в строку 8 таблицы 9.2.

· Совместить нуль лимба угломерного устройства с риской диска, снизив выходное напряжение ЛАТра до нуля, зафиксировать угол θ и записать в соответствующую ячейку таблицы 9.2.

1.3 Исследование угловой и рабочих характеристик.

· Совместить нуль лимба угломерного устройства с риской диска.

· Плавно вращая рукоятку ЛАТра увеличивать момент нагрузки на валу двигателя в диапазоне от М=0.1М_н до М=0.9М_вых (М_вых – момент выхода из синхронизма). В пяти точках указанного диапазона провести измерения угла θ, линейного напряжения U_л,линейных токов I_A и I_B, и мощностей P_A и P_B двигателя в синхронном режиме (риска сектора неподвижна). Данные наблюдений занести в строки 2-6 таблицы 9.2.

· Снизить выходное напряжение ЛАТра до нуля.

· Разомкнуть выключатели S₁ и S₂, выключить лампу-вспышку и генератор импульсов.

При оформлении отчета расчеты выполняются по результатам эксперимента с использованием следующих соотношений

θ[эл. град]=p·θ[град];

,

где: θ [эл. град] – угол нагрузки, р – число пар полюсов машины, Р₁ – электрическая мощность, потребляемая двигателем, Р₂ – полезная мощность на валу, η – КПД двигателя, cosφ – коэффициент мощности, т – кратность момента, i – кратность тока, U и I – соответственно действующие значения напряжения и тока фазы двигателя, М_н и I_н – номинальные значения соответственно момента и тока. Результаты расчета поместить в таблицу 9.2.

2. Исследование характеристик трехфазного гистерезисного двигателя.

· Подключить к нагрузочному устройству с помощью ШР ЭМБ гистерезисный двигатель типа Г-506.

· Повторить п.п. 1.1-1.3. Данные измерений занести в таблицу 9.3, аналогичную по содержанию таблице 9.2.