Как проводят опыт холостого хода асинхронного двигателя + видео обзор

Опыт холостого хода

Питание асинхронного двигателя при опыте х.х. осуществляется через индукционный регулятор напряжения ИР (рис. 1.1) или регулировочный автотрансформатор, позволяющие изменять напряжение в широких пределах. При этом вал двигателя должен быть свободным от механической нагрузки.

Опыт начинают с повышенного напряжения питания U₁ = 1,15 U_ном, затем постепенно понижают напряжение до 0,4 U_ном так, чтобы снять показания приборов в 5—7 точках. При этом один из замеров должен соответствовать номинальному напряжению U_1ном. Измеряют линейные значения напряжений и токов и вычисляют их средние значения:

а затем в зависимости от схемы соединения обмотки статора определяют фазные значения напряжения и тока х.х.: при соединении в звезду

при соединении в треугольник

Рис. 1,1. Схема включения трехфазного асинхронного двигателя при опытах х.х. и к.з.

Ваттметр W измеряет активную мощность Р₀, потребляемую двигателем в режиме х.х., которая включает в себя электрические потери в обмотке статора m₁ I 2 ₀ r₁, магнитные потери в сердечнике статора Р_м и механические потери Р_мех (Вт):

Сумма магнитных и механических потерь двигателя (Вт)

Коэффициент мощности для режима х.х.

По результатам измерений и вычислений строят характеристики х.х. I₀, P₀, P / ₀ и соs ц₀ = f(U₁), на которых отмечают значения величин I_0ном, Р_0ном, Р / _0ном и соs ц₀ соответствующих номинальному напряжению U_1ном (рис. 1.2).

Если график Р / ₀ =f(U₁) продолжить до пересечения с осью ординат (U₁ = 0), то получим величину потерь Р_мех.

Определив величину механических потерь Р_мех, можно вычислить магнитные потери (Вт):

Видео: Опыт холостого хода l Александр СударевСкачать

Видео: 4,2 Режимы работы асинхронной машиныСкачать

Для асинхронных двигателей с фазным ротором в опыте холостого хода определяют коэффициент трансформации напряжений между обмотками статора и ротора.

Рис. 1.2. Характеристики х.х. трехфазного асинхронного двигателя (3,0 кВт, 220/380 В, 1430 об/мин)

Этот коэффициент с достаточной точностью может быть определен по отношению средних арифметических линейных (междуфазовых) напряжений статора к аналогичным напряжениям ротора.

Источник

Опыт холостого хода

ГЛАВА 14

Опытное определение параметров и расчет рабочих характеристик асинхронных двигателей

Основные понятия

Существует два метода получения данных для построения рабочих характеристик асинхронных двигателей: метод непосредственной нагрузки и косвенный метод. Метод непосредственной нагруз­ки заключается в опытном исследовании двигателя в диапазоне нагрузок от холостого хода до режима номинальной нагрузки с измерением необходимых параметров. Этот метод обычно применяется для двигателей мощностью не более 10—15 кВт. С рос­том мощности двигателя усложняется задача его на­грузки, растут непроизводительный расход электро­энергии и загрузка электросети (исключение составляют установки, содержащие не­сколько электрических машин, включенных по схеме с частич­ным возвратом электроэнергии в сеть).

Применение этого метода ограничивается еще и тем, что не всегда представляется возможным создать испытательную установку по причине отсутствия требуемого обору­дования и недопустимости перегрузки электросети. Широкое применение получил более универсальный косвенный метод, применение которого не ограни­чивается мощностью двигателя. Этот метод заклю­чается в выполнении двух экспериментов: опыта холостого хода и опыта короткого замыкания.

Опыты х.х. и к.з. асинхронных двигателей в ос­новном аналогичны таким же опытам трансформа­торов (см. § 1.11). Но они имеют и некоторые осо­бенности, обусловленные главным образом нали­чием у двигателя вращающейся части — ротора. Кроме того, при переходе из режима х.х. в режим к.з. параметры обмоток двигателя (активные и ин­дуктивные сопротивления) не остаются неизменны­ми, что объясняется зубчатой поверхностью статора и ротора. Все это создает некоторые затруднения в проведении опытов и в последующей обработке их результатов.

Опыт холостого хода

Питание асинхронного двигателя при опыте х.х. осуществля­ется через индукционный регулятор напряжения ИР (рис. 14.1) или регулировочный автотрансформатор, позволяющие изменять напряжение в широких пределах. При этом вал двигателя должен быть свободным от механической нагрузки.

Опыт начинают с повышенного на­пряжения питания U₁ = 1,15 U_ном, затем постепенно понижают напряжение до 0,4 U_ном так, чтобы снять показания при­боров в 5—7 точках. При этом один из замеров должен соответствовать номи­нальному напряжению U_1ном. Измеряют линейные значения напряжений и токов и вычисляют их средние значения:

Видео: Крановый электродвигатель 4МТН225М8 30кВт 715об IM1004 испытание на холостом ходеСкачать

Видео: Опыт холостого хода l Проект Дуюнова ¦ Александр СударевСкачать

а затем в зависимости от схемы соедине­ния обмотки статора определяют фазные значения напряжения и тока х.х.: при соединении в звезду

U₁ = U_ср/ ; I₀ = I_ср (14.3)

при соединении в треугольник

U₁ = U_cp; U₀ = I_0cp/ . (14.4)

Рис. 14,1. Схема включе­ния трехфазного асин­хронного

двигателя при опытах х.х. и к.з.

Ваттметр W измеряет активную мощ­ность Р₀, потребляемую двигателем в режиме х.х., которая включает в себя электрические потери в обмотке статора m₁ I 2 ₀ r₁, магнитные по­тери в сердечнике статора Р_ми механические потери Р_мех (Вт):

Сумма магнитных и механических потерь двигателя (Вт)

Коэффициент мощности для режима х.х.

По результатам измерений и вычислений строят характери­стики х.х. I₀, P₀, P / ₀и соs φ₀ = f(U₁), на которых отмечают значе­ния величин I_0ном, Р_0ном, Р / _0ном и соs φ₀ соответствующих номи­нальному напряжению U_1ном(рис. 14.2).

Если график Р / ₀ =f(U₁) продолжить до пересечения с осью ординат (U₁ = 0), то получим величину потерь Р_мех.

Определив величину механических потерь Р_мех, можно вычис­лить магнитные потери (Вт):

Дата добавления: 2015-01-19 ; просмотров: 27 ; Нарушение авторских прав

Источник

Холостой ход электродвигателя

Подписка на рассылку

Электродвигатель переходит в режим холостого хода, когда с его вала снимают рабочую нагрузку. В этом случае можно определить такие важные параметры функционирования устройства, как намагничивающий ток, мощность и коэффициент потерь в элементах конструкции привода. Но главное – в режиме холостого хода можно определить исправность устройства.

Видео: Ток холостого тока электродвигателей в зависимости от частоты вращенияСкачать

Видео: Испытательная лаборатория - Опыт холостого хода МК 318 габаритаСкачать

Так, электродвигатель на холостом ходу греться не должен. Но в некоторых случаях температура привода повышается – и это сигнализирует о неполадках, которые впоследствии могут проявить себя.

Параметры холостого хода электродвигателя

Как было сказано выше, холостой ход – это режим работы асинхронного электродвигателя, при котором на валу нет нагрузки. В этом случае устройство с точки зрения электротехники схоже с трансформатором. Но главное – оно потребляет меньше электроэнергии, что особенно важно для контроля правильности работы мотора.

В частности, ток холостого хода асинхронного электродвигателя в зависимости от мощности и частоты вращения составляет в среднем 20-90% от номинального. Существует таблица, в которой указаны данные значения.

Так, например, ток холостого хода электродвигателя на 5 кВт при частоте вращения в 1000 оборотов в минуту составляет 70% от номинального (см. рис. 2). При частоте вращения 3000 оборотов в минуту – всего 45% от номинального (см. рис. 3). Это важно учесть, так как если фактическая сила тока значительно расходится с расчётной, то это сигнализирует о неполадках.

Стоит отметить, что параметры работы двигателя обычно указаны в прилагаемой к нему документации или могут быть получены посредством расчётов.

Что делать, если греется электродвигатель на холостом ходу
Электродвигатель на холостом ходу греться не должен. Допускается лишь незначительное увеличение температуры, обусловленное естественными причинами – появление трения в подшипниках на валу ротора и сопротивление в обмотке. А вот заметный нагрев сигнализирует в первую очередь о неполадках в устройстве.

Чаще всего нагревается асинхронный электродвигатель на холостом ходу из-за межвиткового замыкания в обмотках. Это требует срочного ремонта. Ведь при повышении нагрузок межвитковое замыкание может привести к перегреву и выгоранию обмотки – и, как следствие, повреждению как самого ЭД, так и конструкции, в которую он установлен.

Ещё одна возможная причина нагрева ЭД в этом режиме – эксплуатация в нештатных условиях. Например, превышение напряжения. В этом случае необходимо срочно отключить питание двигателя, так как из-за перегрева может возникнуть межвитковое замыкание в обмотках или замыкание обмотки на корпус двигателя.

Реже нагрев ЭД наблюдается из-за затруднённого движения ротора. Стоит убедиться, что подшипники работают нормально, а между обмотками ротора и статора не попали загрязнения.

Источник

Как проводят опыт холостого хода асинхронного двигателя

Мелкосерийное литье изделий из пластика на термопластавтоматах
Узнать цену!

8-6. ОПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА

а) Асинхронные двигатели

Видео: Как правильно настроить карбюратор СОЛЕКС. Настройка холостого хода. Часть 1Скачать

Видео: Как ИНОГДА нормально ремонтируют по ОСАГО Mini CouperСкачать

Опыт холостого хода позволяет проверить ряд существенных для работы двигателя величин, кроме того, при этом опыте производится приработка подшипников. Ток холостого хода для двигателей мощностью 1—100 кет должен быть в пределах 80—40%’ номинального и приблизительно равен во всех фазах (отклонение не более ±5%)- Повышенный ток холостого хода указывает на: а) увеличенный сверх номинального зазор; б) малое число витков в обмотке или завышенное напряжение; в) аксиальное смещение ротора.

Различные значения тока холостого хода в фазах являются следствием неправильного выполнения обмоток фаз, неправильного их включения или эксцентрицитета ротора.

Повышенные потери холостого хода указывают на межвитковое замыкание, заусенцы или повреждение сердечников, завышенное напряжение, повышенное трение в подшипниках. Измерение мощности холостого хода

1 Следует иметь в виду, что в некоторых типах асинхронных двигателей применялись двухфазные роторы, у которых одно из трех (Напряжений между кольцами больше в 1,4 раза, чем два других.

должно быть сделано только после того, как температура подшипников установится и будет не выше допустимой (перегрев подшипников при холостом ходе должен быть порядка 20° С) Скольжение при холостом ходе должно быть не более 1—2%.

б) Двигатели постоянного тока

Независимо от того, как должна работать машина, двигателем или генератором, опыт холостого хода производится в режиме работы двигателем Машина последовательного возбуждения должна получить независимое возбуждение от источника питания низкого напряжения, рассчитанного на полный рабочий ток. Повышенный расход мощности при холостом ходе указывает на следующие ненормальности 1) межвигкрвое замыкание в якоре, 2) повреждение сердечника якоря; 3) повышенные потери на трение Последние являются следствием чрезмерного давления щеток на коллектор или следствием неприработанных подшипников. Установившаяся температура подшипников и коллектора должна быть зафиксирована, якорь должен быть проверен рукой на ощупь, на отсутствие местных нагревов. Опыт холостого хода преследует также цель приработки подшипников

Машина должна вращаться с постепенным увеличением скорости вращения до номинальной до тех пор, пока не будет достигнута установившаяся температура подшипников.

Следует тщательно притереть и пришлифовать щетки, поставив их на нейтраль, предварительно убедившись в отсутствии искрения.

После этого следует сделать замеры мощности (тока и напряжения), потребляемой машиной при холостом ходе.

Источник

Опыт холостого хода трансформатора

Опыт холостого хода трансформатора, генератора, асинхронного двигателя рекомендуется к изучению электриками по той причине, что данные, полученные в результате такого исследования, позволяют охарактеризовать функционирование прибора под нагрузкой. Часто этот эксперимент проводят в паре с исследованием короткого замыкания. Такая программа предоставляет данные для расчета коэффициента полезного действия устройства.

Режим холостого хода трансформатора

Этот режим характеризует подача переменного напряжения, меняющегося по принципу синусоиды, на первичную обмотку аппарата, при этом во вторичной, находящейся в разомкнутом состоянии, электроток отсутствует полностью. В таком случае трансформаторное устройство напоминает катушку индуктивности с замкнутым магнитопроводом из ферромагнетика. Чтобы проводить опыты с трансформатором, находящимся в данном состоянии, потребуется изучить принципиальную схему, соответствующую используемому устройству (однофазному или трехфазному).

Про опыт холостого хода

Видео: 3.4 режим Холостого Хода ТрансформатораСкачать

Видео: Пуск асинхронного двигателя. Прямой пуск, звезда/треугольник, УПП, ПЧ. В чем разница?Скачать

Проведение опыта холостого хода позволяет узнать основные показатели функционирования прибора: теряемый процент мощности, коэффициент трансформации, значение электротока при работе вхолостую. Выполняется опыт с помощью измерительных приборов: ваттметра, амперметра и пары вольтметров, один из которых (превосходящий по внутреннему сопротивлению) подключается к клеммам вторичной обмотки. На первичную – подается номинальное напряжение.

В процессе эксперимента можно найти:

Методика проведения выглядит так: первичную катушку (или ВН) соединяют с источником питания через три традиционных измерительных прибора (ампер-, ватт,- и вольтметр). У вторичной (НН) закорачивают выводы. Потребляемый электроток будет очень высоким, особенно с учетом низкого показателя обмоточного сопротивления. Для номинального тока замеряют напряжение и мощность. На первичной катушке требуется низкое напряжение. Оно, как и ток для ХХ, имеет очень низкое значение, по сравнению с номинальным, – в районе 0,05. Тем не менее, эта техническая характеристика обладает большой практической важностью – по ней считают вторичное напряжение и узнают, допустимо ли подключать устройства параллельно.

Важно! Потери мощности в сердечнике можно не учитывать из-за мизерного напряжения. Показания на ваттметре поэтому принимаются за потери в меди.

Рабочее сопротивление обмотки R можно найти так:

Общий показатель сопротивления – Z=U/I, реактивный – X = √ (Z² — R²).

Принцип работы трансформатора в режиме холостого хода

Когда на обмотку прибора подают напряжение синусоиды, в ней возникает слабый ток, как правило, не превышающий 0,05-0,1 от номинального значения (это и есть холостой ток). Его создает обмоточная магнитодвижущая сила, именно из-за ее действия в замкнутом магнитопроводном элементе возникают ведущий магнитный поток (обозначается Ф) и рассеивающийся поток Ф1, замкнутый вокруг обмоточного тела. Значение магнитодвижущей силы равно произведению холостого тока на число обмоточных витков.

Ведущий поток создает в приборе две электродвижущие силы: самоиндукционную у первой обмотки и взаимной индукции – у второй. Ф1 продуцирует у первой катушки ЭДС рассеяния. Она имеет очень небольшую величину, ведь создающий ее поток замыкается, по большей части, по воздушным массам, ведущий поток Ф – по магнитопроводу. Поскольку главный поток имеет гораздо большие масштабы, то и генерируемая им для первичной катушки электродвижущая сила тоже имеет намного большее значение.

Важно! Так как подаваемое напряжение имеет вид синусоиды, такие же характеристики имеют главный поток и создаваемые им обмоточные электродвижущие силы. Но по причине магнитного насыщения имеющийся в приборе поток непропорционален электротоку, создающему намагничивание, так что последний синусоидальным не будет. Практикуется замена его реальной кривой соответствующей ей синусоидой с таким же значением. Искажение тока связано с третьей гармонической составляющей (величина, определяемая вихревыми потоками и магнитопроводным насыщением).

Таблица потерь

Когда цепочка второй катушки разомкнута, она не использует какой-либо рабочей мощности. У той мощности, что потребляет первая, есть некоторый активный процент (он и представляет собой потери прибора), но доминирует реактивный, отвечающий за намагничивание и отдаваемый генератору. Что касается потерянной мощности, то большая ее часть затрачивается на процессы перемагничивания и генерацию вихрей токов магнитопровода. Из-за этого последний начинает перегреваться. Так как поток рассеяния не зависит от нагрузочного электротока, то мощностные потери имеются не только на холостом ходу, но и при подаче нагрузок. Еще некоторая часть потерь (очень небольшая) затрачивается на нагревание катушечного провода. Ее малое значение обусловлено показателями сопротивления проводка и тока холостого хода.

При напряжении 10/0,4 кВ величина потерь будет возрастать по мере увеличения мощности. Для номинального показателя мощности в 250 кВА потери будут равны 730 Вт, для 400 кВА – 1000 Вт, для 2500 кВА – 4200 Вт. По прошествии лет эксплуатации в магнитопроводе происходят процессы, увеличивающие объем потерь: изнашивается изоляция, изменяются структурные характеристики металла. Из-за этого теряться может до 50% мощности.

Проверка работы

Главное назначение данного опыта в сочетании с экспериментом короткозамкнутого состояния – нахождение коэффициента полезного действия трансформирующего устройства. После постановки трансформатора в надлежащий режим проводятся следующие измерения:

Холостой ход трехфазного трансформатора

Функционирование такого прибора в рассматриваемом режиме зависит от устройства его магнитной системы. Если используется прибор по типу группы однофазных трансформаторов либо бронестержневая система, третья гармоническая составляющая для каждой фазы будет замыкаться в отдельном сердечнике, набирая значение до 20% активного магнитопотока. Создается добавочная электродвижущая сила, способная достичь очень высокого показателя – 0,5-0,6 от главной ЭДС. Подобные процессы способны вызвать нарушение целостности изоляции, за которым последует поломка электрической установки. Лучшим вариантом является система с тремя стержнями, тогда третья составляющая не будет идти по магнитопроводу, а замкнется в воздушной или иной среде с низким показателем магнитной проницаемости (например, масляной). В этом случае массивная добавочная ЭДС, вносящая серьезные искажения, развиваться не будет.

Параметры трансформатора по опытам холостого хода

В паспорте аппарата указывают ряд величин, способных помочь в расчете таких эксплуатационных показателей, как максимальное получаемое на практике значение электротока короткого замыкания, энергетические потери, амплитуда вариабельности напряжения приемника при меняющемся токе. Эти величины делятся на две группы. Первая принадлежит работе в холостом режиме: сюда относятся показатель токовой силы в процентах от номинальной и мощностные потери магнитопровода. Вторая – обмоточные потери при коротком замыкании и напряжение (тоже указываемое относительно номинального) в этом состоянии.

Расчет КПД трансформатора

Энергетические потери в приборе, происходящие в медных и стальных комплектующих, обусловливают расхождение параметров выходной и потребительской мощности. То, насколько эффективен аппарат, можно узнать, вычислив его КПД: он равен частному выходного и потребляемого значений. Последнее равно сумме первого, потерь для стального сердечника (они узнаются при эксперименте холостого хода) и для медных элементов (вычисляются по замерам короткозамкнутого устройства).

Проведение опытов КЗ и ХХ – надежный способ вычислить эффективность трансформатора. Оно также позволяет определить объемы энергетических потерь и узнать, на какой компонент приходится большая их часть.

Видео

Источник

Видео

Принцип работы асинхронного электродвигателяСкачать

Автоматизированный стенд испытания асинхронных электродвигателей ТДЕМ 02.01.07А (ТД "ЭЛЕКТРОМАШ")Скачать

Лабораторная работа.Исследование трехфазного асинхронного двигателя с помощью круговой диаграммыСкачать

1. Режим холостого ходаСкачать