МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ до лабораторних робіт з дисципліни «ЕЛЕКТРИФІКАЦІЯ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА»

Скачати 0.66 Mb.

Назва	МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ до лабораторних робіт з дисципліни «ЕЛЕКТРИФІКАЦІЯ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА»
Сторінка	2/6
Дата	08.04.2013
Розмір	0.66 Mb.
Тип	Методичні рекомендації

bibl.com.ua > Фізика > Методичні рекомендації

1 2 3 4 5 6

Бібліографічний список

[ 1. С. 4…40; 2. С. 5…60; 3. С. 7…46; 4. С. 7...32;

5. С. 12...56; 6. С. 31...40; 7. С. 8...29 ].

Лабораторна робота №3

Вивчення з'єднань приймачів електроенергії "Зіркою" та "Трикутником".
Мета: дослідити з’єднання приймачів електроенергії зіркою за 4- та 3-провідними схемами; розрахувати основні величини і побудувати векторні діаграми.
Обладнання:

1. Вольтметр змінного струму на 250 В (PV₁) – 1шт

2. Вольтметр змінного струму на 75 В (PV₂) – 1шт

3. Міліамперметр змінного струму на 300 мА

(PmA₁…PmA₄) – 4шт

4. Електролампи на 220 В, 25Вт (HL₁…HL₉) – 9шт

5. Вимикачі (SA₁…SA₃) – 3шт

6. Комплект з’єднувальних проводів – 1шт

Коротка довідка з теорії

При з’єднанні приймачів електроенергії за схемою зірка з нейтральним проводом необхідно початки фаз підключити до лінійних проводів, а кінці фаз в одну точку, яка називається нейтральною, і з’єднати її з нейтральним проводом мережі.

При симетричній системі напруг фазні напруги рівні за величиною (

U_ax=U_by=U_cz=U_ф) і зсунені одна відносно одної за фазою на кут 120^О. Те ж характерне і для лінійних напруг:

U_AB = U_BC = U_CA = U_Λ_.

Навантаження називається рівномірним, якщо при симетричній системі напруг опори фаз рівні: z_a= z_b= z_c= z_ф_.

При симетричній системі напруг і рівномірному навантаженні струми у фазах будуть однаковими: I_a=I_b=I_c=I_ф.

Навантаження називається однорідним, якщо кути між струмами і напругами в кожній фазі рівні φ_а = φ_b = φ_c = φ_ф.

Якщо виконуються ці дві умови, то навантаження називається симетричним.

Для з’єднання приймачів електроенергії за схемою зірка з нейтральним проводом характерні наступні співвідношення:

1. Лінійні напруги дорівнюють геометричній різниці фазних напруг при будь-якому навантаженні фаз:

;

.

2. Лінійні напруги дорівнюють U_Л =

U_Ф. при будь-якому навантаженні фаз.

3. Лінійні струми дорівнюють фазним:

I_A = I_a; I_B = I_b; I_C = I_c; I_Λ = I_ф

4. Геометрична сума фазних струмів дорівнює струму в нейтральному проводі

_.

Роль нейтрального проводу полягає в тому, що він забезпечує симетрію фазних напруг приймача при несиметричному навантаженні фаз. Тому за цією схемою вмикають однофазні несиметричні навантаження (освітлювальні навантаження та ін.) і режим роботи кожної фази, яка знаходиться під незмінною фазною напругою, не буде залежати від режиму роботи інших фаз.

При з’єднанні зіркою з нейтральним проводом ланцюг виходить трифазним чотирипровідним.

При з’єднанні приймачів електроенергії за схемою зірка необхідно початки фаз з’єднати з лінійними проводами, а кінці фаз в одну точку (нейтральну). Ланцюг при цьому виходить трифазним трипровідним.

Для з’єднання приймачів електроенергії за схемою зірка характерні наступні співвідношення:

1. Лінійні напруги дорівнюють геометричній різниці фазних напруг при будь-якій симетрії напруг:

;

.

2. При симетричній системі напруг і рівномірному навантаженні: U_Л =

U_ф.

3. Лінійні струми дорівнюють фазним струмам :

I_A = I_a; I_В = I_b; I_C = I_c; I_Л = I_ф.

Рис. 8. Схема вимірювання з’єднання приймачів електроенергії зіркою

Таблиця 7

Параметри дослідження з’єднання приймачів електроенергії зіркою

Nвимірювання	Схема з’єднання	Режим наванта- ження	Виміряно
			Фазні напруги, В			Лінійні напруги, В			Лінійні та фазні струми, А
			U_ax , В	U_by_, В	U_cz_, В	U_A_ВВ	U_B_,С В	U_C_,АВ	I_A= I_a	I_B = I_b	I_C = I_c
1	Зірка з нейтральним дротом	Симетричний
2	Зірка з нейтральним дротом	Несиметричний
3	Зірка без нейтрального дроту	Несиметричний

		Розраховано
Струм у нейтральному дроті, А	Напруга зміщення нейтралі, В	Опір фаз, Ом			Активні потужності, Вт
I_n	U_n	r_a	r_b	r_c	P_a	P_b	P_c	P

4. Геометрична сума фазних струмів дорівнює нулю :

.

При схемі зірка вмикаються споживачі з рівномірним навантаженням (трифазні асинхронні електродвигуни та ін.).

Розрахунок струмів проводиться в кожній фазі окремо:

;

.

При симетричному навантаженні фаз активна потужність з’єднання дорівнює:

.

При несиметричному навантаженні фаз розрахунок активної потужності проводиться в кожній фазі окремо:

P_a=U_axI_acosφ_a_, P_b=U_byI_bcosφ_b _, P_c=U_czI_ccosφ_c.

Потужність трифазного з’єднання:

P = P_a + P_b + P_c_.

Хід роботи

1. Зберіть схему (рис.8), покажіть викладачу для перевірки, проведіть вимірювання і результати запишіть в табл. 7.

2. Розрахуйте необхідні величини і запишіть їх в табл. 7.

3. Побудуйте в масштабі три векторні діаграми для наступних схем:

а) зірка з нейтральним проводом при симетричному навантаженні фаз;

б) зірка з нейтральним проводом при несиметричному навантаженні фаз;

в) зірка без нейтрального проводу при несиметричному навантаженні фаз.

3. Зробіть висновки та рекомендації.

4. Дайте повні відповіді на контрольні запитання.

Зміст звіту

1. Схема вимірювання (рис. 8)

2. Таблиця 7.

3. Розрахункові формули і чисельний розрахунок.

4. Три векторні діаграми (рис. 9)

5. Висновки та рекомендації.

Контрольні питання

Яке з’єднання називається зірковою з нейтральним проводом і зіркою?

2. Які характерні співвідношення лінійних і фазних параметрів мають місце при цих з’єднаннях ?

3. Яка дія нейтрального проводу ?

4. Як проводиться розрахунок струмів, опорів і активних потужностей ?

5. Де використовується схема зірка з нейтральним проводом і зірка ?

Рис. 9. Векторні діаграми напруг і струмів для схем: а – зірка з нейтральним проводом при несиметричному навантаженні фаз; б – зірка при несиметричному навантаженні фаз.
Дослідження приймачів електроенергії трикутником

Мета: дослідити з’єднання приймачів електроенергії трикутником; зробити розрахунок основних величин і побудувати векторні діаграми.

Обладнання:

1. Вольтметр змінного струму на 250 В (PV₁) -1шт

2. Вольтметр змінного струму на 75 В (PV₂) -1шт

3. Міліамперметр змінного струму на 300 мА

(PmA₁…PmA₄) -4шт

4. Електролампи на 220В, 25Вт (HL₂ , HL₃, HL₅ ,

HL₆ , HL₈ , HL₉ ,) -6шт

5. Електролампи на 220В, 100Вт (HL1 , HL₄, HL₇ ) -3шт

6. Вимикачі (SA₁ … SA₃) -2шт

7. Комплект проводів -1шт

Короткі відомості з теорії

При з’єднанні приймачів електроенергії за схемою трикутник необхідно початки фаз з’єднати з лінійними провідниками, а кінці попередніх фаз – з початками наступних (пряме з’єднання), або початки попередніх фаз з’єднати з кінцями наступних (зворотне з’єднання).

Для з’єднання приймачів електроенергії за схемою трикутник характерні такі співвідношення :

1. Лінійні напруги дорівнюють фазним, опором з’єднувальних проводів при цьому нехтуємо:

U_AB = U_ax; U_BC = U_by; U_CA= U_cz; U_Λ= U_ф

2. Лінійні струми дорівнюють геометричній різниці фазних струмів при будь якому навантаженні фаз. При прямому з’єднанні:

;

.

При зворотному з’єднанні:

;

.

3. При симетричному навантаженні I_Λ =

Iф.

4. При симетричному навантаженні геометрична сума фазних та лінійних струмів дорівнює нулю :

;

;

5. При симетричній системі напруг геометрична сума фазних та лінійних напруг дорівнює нулю:

Рис. 10. Схема вимірювання з’єднання приймачів електроенергії трикутником.

Таблиця 8

Параметри дослідження з’єднання приймачів електроенергії трикутником

№ Вимірювання

Режим навантаження

Виміряно

Фазніструми, А

Лінійніструми, А

I_ab

I_bc

I_ca

I_A

I_B

I_C

Рівномірний

Нерівномірний

Обрив лінійного провідника при нерівномірному навантаженні фаз

Лінійні та фазні напруги,

В

Опір фаз,

Ом

Активні

потужності,

Вт

U_AB=

U_ax

U_BC= U_by

U_CA= U_cz

r_ab

r_bc

r_ca

P_ab

P_bc

P_ca

Розраховано лінійних напруг дорівнює нулю:

;

.

Розрахунок струмів та потужностей проводиться так же, як і при з'єднанні приймачів зіркою.

З'єднання приймачів трикутником застосовується як для симетричного, так і для несиметричного навантаження фаз.

Порядок проведення роботи

1. Зберіть схему (рис. 10), покажіть викладачу для перевірки, проведіть вимірювання і результати запишіть в табл. 8.

2. Розрахуйте необхідні величини і внесіть їх у табл. 8.

3. Побудуйте в масштабі векторні діаграми для таких схем (рис. 11):

Рис. 11. Векторні діаграми напруг і струмів для схеми трикутник : а – при симетричному навантаженні; б – при обриві лінійного проводу А та нерівномірному навантаженні фаз

а) трикутник при симетричному навантаженні фаз;

б) трикутник при несиметричному навантаженні фаз;

в) трикутник при обриві лінійного проводу А та нерівномірному навантаженні фаз.

4. Зробіть висновки та рекомендації.

5. Усно дайте відповіді на контрольні питання.

Зміст звіту

1. Схема вимірювання (рис. 10).

2. Табл. 8.

3. Розрахункові формули та числовий розрахунок.

4. Три векторні діаграми.

5. Висновки та рекомендації.

Контрольні запитання

1. Яке з’єднання називається трикутником ?

2. Які характерні співвідношення лінійних та фазних параметрів мають при цьому з’єднанні ?

3. Що відбувається при обриві лінійного проводу ?

4. Як проводиться розрахунок струмів опорів і потужностей при з’єднанні трикутником?

5. Для яких навантажень застосовується з’єднання трикутником?

Бібліографічний список

Лабораторна робота №4

Вивчення трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.

Мета: вивчити будову, принцип дії та області застосування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором.

Провести експериментальні дослідження основних параметрів двигуна при різних навантаженнях та побудувати шість робочих ха-рактеристик в окремих координатах.

Обладнання:

1. Електромашинний агрегат, складений із трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором; та генератора постійного струму з незалежним збудженням

-1 шт.

2. Джерело живлення кола збудження постійного

струму на 220 В 300

- 1 шт.

3. Вимірювальний комплект К-50 - 1 шт.

4. Вольтметр постійного струму на 450 В

- 1 шт.

5. Амперметр постійного струму на 10 А

- 1 шт.

6. Резистори (навантажувальні ) на 110 Ом 10А

- 2 шт.

7. Тахометр - 1 шт.

8. Комплект з'єднувальних проводів - 1 шт.

Основні теоретичні положення:

Згідно ГОСТ 27471-87 асинхронний двигун з короткозамкненим ротором - безколекторна машина змінного струму, у якої частота обертання ротора залежить від навантаження, а обмотка ротора виконана у вигляді короткозамкненої клітки.

Асинхронні машини працюють у трьох режимах: -генератора, двигуна та електромагнітного гальма.

Асинхронні машини складаються з нерухомої частини-статора та рухомої -ротора. Осердя статора та ротора збираються із пластин електротехнічної сталі, товщиною 0,35...1 мм, ізольованих між собою шаром лаку чи фосфору. У пази осердя статора укладені обмотки статора, у яких початки та кінці трьох ізольованих фаз позначені

і можуть з'єднуватись за схемами зірка чи трикутник. У пази осердя ротора заливають під тиском розплавлений алюміній. При цьому утворюється короткозамкнена обмотка, яка складена із стержнів та двох кілець, її іноді називають ”білковою кліткою”. Відсутність механічного тертя між статором і ротором та простота будови забезпечили цьому двигуну високу надійність у роботі, а малі габарити, вага та вартість - широке застосування у всіх галузях народного господарства, в тому числі і в сільськогосподарському виробництві (до 95% використовуваних двигунів - трифазні асинхронні з короткозамкненим ротором).

По обмотці статора протікають струми, що утворюють обертаюче магнітне поле, яке наводить в осерді трансформатора і ротора ЕРС. Магнітне поле ротора, яке взаємодіє з обертаючим магнітним полем статора, створює обертальний момент ротора.

Асинхронні двигуни характеризуються кратністю пускового струму

,

де

- пусковий струм, А;

- номінальний струм, А. Магнітне поле статора обертається з частотою

, яку називають синхронною, а ротор обертається з меншою частотою

, яку називають асинхронною.
Синхронна частота обертання магнітного поля статора,

,

де

- частота мережі (50 Гц);

- число пар полюсів.

Число пар полюсів визначають по типу (серії) машини. Нап-риклад АОП-23-4 означає, що двигун асинхронний з чавунним корпусом (станиною), обдуває мий, з підвищеним пусковим моментом (для приводу механізмів, які відрізняються підвищеним статичним навантаженням в момент пуску, наприклад, підйомно-транспортні механізми), 2-го габариту (порядковий номер зовнішнього діаметра осердя статора), з 3-м порядковим номером довжини електродвигуна і 4-ма полюсами на фазу, чи двома парами полюсів

.

Двигуни сільськогосподарського призначення нової серії 4АМ можуть працювати у хімічно активних середовищах та в умовах підвищеної вологості. Двигун типу4АМР160М4СV Розшифровується так: трифазний асинхронний короткозамкнений електродвигун серії 4А, модернізований, із закритим обдуваємим способом охолодження та захистом від навколишнього середовища, з висотою осі обертання 180 мм, установленим розміром по довжині станини М, чотирьохполюсним, сільськогосподарського призначення, кліматичного виконання V та 1 категорією розміщення.

Частоту обертання ротора

вимірюють тахометром (відцентровим, годинниковим, магнітним, стробоскопічним, елек-тронним та ін. ).

За допомогою переносного вимірювального комплекту К-50 фазоуказчиком визначають напрям обертання магнітного поля ста-тора (за годинниковою стрілкою - АВС чи проти - АСВ) та вимі-рюють фазні значення напруги, струму і активної потужності однієї з трьох фаз: А, В чи С. При з'єднанні обмоток статора за схемою "трикутник" лінійні напруги дорівнюють фазним

, але у середині комплекту К-50 використовується схема зірка, тому у формулу вводиться коефіцієнт

, а І_Л = І₁ = І_Ф.

Лінійна напруга статора, В

,

де

- виміряна фазна напруга, под;

- постійна вольтметра (ціна поділки), В/под;

- коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги, комплекту К-50.

Постійна вольтметра, В/под:

де

- номінальна напруга вольтметра комплекту К-50, В;

- номінальна (максимальна) кількість поділок шкали вольт-метра, под.

Коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги:

,

де

- номінальні напруги первинної та вторинної обмоток вимірювального трансформатора напруги, В

Лінійний струм обмоток статора, А:

,

де

- вимірювальний фазний струм, под;

- постійна амперметра (ціна поділки), А/под;

- коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора струму комплекту К-50.

Постійна амперметра, А/под

де

- номінальний струм амперметра, А;

- номінальна (максимальна) кількість поділок шкали амперметра, под.

Коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора току

,
де

- номінальні струми вимірювального трансформатора струму, А;

Підведена активна потужність до статора двигуна, Вт:

де

- виміряна активна потужність однієї фази, под;

- постійна ватметра (ціна поділки)» Вт/под;

K_U та K_I- коефіцієнти трансформації вимірювальних транс-форматорів напруги та струму.

Постійна ватметра, Вт/под:

,

де

- номінальні напруга та струм ватметра, В та А;

- номінальна (максимальна) кількість поділок шкали ватметра, под.

Коефіцієнт потужності статора двигуна:

.

Корисна потужність, що віддається генератором у мережу, Вт:

,

де

- напруга на затискачах якоря, В;

- струм якоря, А.

Корисна потужність на валу двигуна, Вт:

де

- корисна потужність генератора, Вт;

- коефіцієнт корисної дії генератора, приблизно рівний 0,8 .

Згідно ГОСТ 27471-87 ковзання ротора машини змінного струму - різниця між синхронною частотою обертання магнітного поля статора та частотою обертання ротора, яка виражена у відносних одиницях чи у відсотках від синхронної частоти обертання:

або

,

де та n₂- частоти обертання магнітного поля статора та ротора,

.

Ковзання асинхронних двигунів знаходиться у межах 1,5...7%.

Коефіцієнт корисної дії двигуна - відношення корисної активної потужності до підведеної, виражений у відсотках:

,

де

- потужність, яка перетворюється у механічну на валу двигуна, Вт;

- потужність, яка підведена до статора двигуна, Вт.

Обертальний момент (на валу двигуна) , Н·м

,

де Р₂ - корисна механічна потужність на валу двигуна, Вт;

- частота обертання ротора,

.

Згідно ГОСТ 27471-87 робочі характеристики асинхронного двигуна – залежності частоти обертання ротора, ковзання ротора, струму статора, коефіцієнта потужності кола статора, коефіцієнта корисної дії та обертаючого моменту на валу двигуна від корисної потужності на валу двигуна при постійних напрузі та частоті мережі:

при

та

.

Послідовність проведення роботи

1. Вивчіть будову, переваги і недоліки та області застосування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором.

2. Вивчіть та запишіть у робочий зошит паспортні дані асинхронного двигуна.

Згідно ГОСТ 27471-87 номінальні дані обертаємої електричної машини - сукупність числових значень електричних та механічних параметрів, які обумовлені виробником та приведені в паспорті електричної машини.

Паспортні дані асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Зберіть схему (рис.4) та пред'явіть викладачу для перевірки.

Рис. 4. Схема дослідження асинхронного двигуна а короткозамкненим ротором

4. Проведіть експериментальні дослідження параметрів асинхронного двигуна при різних навантаженнях. Результати вимірювань запишіть у табл.

Таблиця 2

Параметри досліджень асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

№ досліду	Виміряно	задано
№ досліду
1		0
2		2
3		4
4		6
5		8

Розраховано

5. Розрахуйте необхідні постійні приладів, коефіцієнти трансформації вимірювальних трансформаторів, основні параметри асин-хронного двигуна та запишіть їх у робочий зошит і табл. 2.

6. По крапкам побудуйте шість робочих характеристик асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який досліджується, в окремих координатах (рис. 5).

Рис. 5. Робочі характеристики асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

7. Проведіть аналіз характеристик і запишіть висновки та рекомендації.

8. Усно дайте повні відповіді на контрольні запитання.

Контрольні питання

1. Яка будова, принцип дії та області застосування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором?

2. Які переваги та недоліки мають трифазні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором?

3. Що таке ковзання асинхронного двигуна?

4. Який вигляд мають робочі характеристики асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором? Зробіть їх аналіз.

5. Який вигляд має механічна характеристика трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором?

1 2 3 4 5 6

Схожі:

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ДИСЦИПЛІНИ «ЕЛЕКТРИФІКАЦІЯ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО... Поняття потенціалу, напруги, електрорушійної сили (ЕРС), сили струму, електричного опору	Методичні рекомендації щодо виконання лабораторних робіт з дисципліни... Методичні рекомендації щодо виконання лабораторних робіт з дисципліни «Біометрія» / Укладач: к б н., доцент Іванченко О.Є. ЁC Дніпропетровськ:...
Для магістрів державного управління Донецьк 2007р Методичні вказівки до лабораторних робіт до лабораторних робіт з нормативної дисципліни „Технології комп’ютерних мереж”	Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Одеський національний... Методичні вказівки та завдання щодо виконання лабораторних робіт з дисципліни “Бухгалтерський облік” для студентів напряму: 030509...
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ “ІСТОРІЯ РОСІЇ” Вміщені плани семінарських занять, теми та завдання індивідуальних робіт з з дисципліни “Історія Росії” (ІХ – поч. ХХ ст.) та методичні...	Затверджено Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Інформатика» для студентів напряму підготовки 050101 – “Комп’ютерні науки...
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Одеський національний... Завдання щодо виконання лабораторних робіт з дисципліни “Бухгалтерський облік” для студентів напряму: 030509 „Облік і аудит”/ Укл.:...	Методичні рекомендації шодо проведення семінарських та практичних... Методичні рекомендації щодо проведення семінарських і практичних занять з кримінального процесу для студентів інституту фінансово-економічної...
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Фізичні... Рекомендовано до друку Методичною радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки, молоді та...	МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ТА ТЕМАТИКА КУРСОВИХ РОБІТ Тематика курсових робіт з дисципліни “Технологія і організація туристичної діяльності”

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання