Краткие методические указания.

Во время работы систем электроснабжения происходит изменение напряжения на зажимах работающих электроприемников, в том числе и у асинхронных электродвигателей (АД), составляющих значительную часть нагрузки промышленных предприятий. Поэтому при решении тех или иных задач эксплуатации систем электроснабжения часто требуется проводить анализ работы АД при отклонении напряжения от номинального значения.

Для выполнения такого анализа удобно использовать статическую характеристику – зависимость потребления реактивной мощности от значения напряжения, подведенного к АД. Статические характеристики АД имеют сложный характер, так как их вид зависит от номинальной мощности АД, коэффициента загрузки, характеристики момента сопротивления со стороны производственного механизма и т.д.

В лабораторной работе экспериментальное определение зависимости потребления мощности от напряжения выполняется по схеме, приведенной на рис.1. В этой схеме нагрузка на валу АД создается с помощью машины постоянного тока (МПТ). Эта нагрузка изменяется путем регулирования напряжения питания МПТ.

Рис.1. Схема проведения опыта по изучению статической характеристики АД

Порядок выполнения работы.

1. Собрать схему для определения статических характеристик АД, обмотки АД соединить вD.

2. Подать напряжение на собранную схему, установить междуфазное напряжение на выходе регулировочного трансформатора, равное 220 В. Напряжение питания МПТ установит равное нулю.

3.Подключить АД к схеме, проверить направление вращения, оно должно быть левым (стрелка измерителя частоты вращения должна отклониться влево). Если направление вращения правое, то отключить АД от схемы и поменять местами два провода.

4. Изменяя питающее напряжение с помощью регулировочного трансформатора, записывать показания вольтметра и утроенное показание ваттметра в таблицу 1.

Построить графики зависимости Q=f(U).

5. Перевести полученные значения реактивной мощности и напряжения в относительные единицы по следующим формулам:

, (1)

где Q – текущее значение потребляемой активной мощности;

Q₂₂₀ – значение реактивной мощности, потребляемой нагрузкой при величине питающего напряжения 220 В.

Таблица 1. Зависимость потребления мощности АД от напряжения питания

Q, вар
U, В

, (2)

где U – текущее значение питающего напряжения.

6. Снова установить междуфазное напряжение на выходе регулирующего трансформатора, равное 220 В. Создать нагрузку на валу АД регулированием напряжения питания МПТ до значения, указанного преподавателем. Снижая напряжение питания АД, проводить измерения реактивной мощности и напряжения. Результаты опытов занести в таблицы, аналогичные табл.1.

7. Повторить несколько раз пункт 6, для каждого из опытов построить графики зависимостиQ=f(U).

8. Используя компьютерные математические системы (MATLAB и подобные) найти коэффициенты уравнений второго порядка, представляющих найденные статические характеристики в относительных единицах. В системе MATLAB это выполняется в следующем порядке (для активной нагрузки):

- создать вектор Q, содержащие значения потребляемой мощности в относительных единицах;

- создать вектор U, содержащий значения питающего напряжения в относительных единицах;

- найти с помощью функции polyfit(U,Q,2) коэффициенты полинома а₁,a₂,a₃ , представляющего статическую характеристику по реактивной мощности как:

. (4)

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Схема проведения опыта.

4. Таблицы с опытными данными.

5. Графики зависимости потребления мощности от величины питающего напряжения.

6. Уравнения статических характеристик.

7. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Как определяется реактивная мощность, потребляемая АД?

2. Основные потребители реактивной мощности.

3. Значения отклонения напряжения по ГОСТ 13109-97.

4. Какие мероприятия следует использовать для сохранения питающего напряжения на АД в пределах, заданных ГОСТ 13109-97.

5. Как определить отклонение напряжения на АД расчетным путем.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2