ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Определение параметров контура намагничивания АД
1. Цель работы
Ознакомление с методами испытаний асинхронных двигателей (АД) и получение практических навыков определения параметров намагничивающего контура схемы замещения АД из опыта холостого хода (ХХ) в виртуальной лаборатории.
2. Методические указания
Параметры электродвигателя определяются для Г-образной схемы замещения с вынесенным активным сопротивлением статора, представленной на рис. 4.
По данным опыта ХХ, выполненного на модели электродвигателя в среде SimInTech, используя значения сопротивления обмотки статора постоянному току, намагничивающего тока и магнитных потерь в сердечнике статора, рассчитываются параметры намагничивающего контура.
Рис. 4. Одноконтурная схема замещения асинхронного двигателя
Измерение сопротивления обмотки статора постоянному току
Измерение сопротивления обмотки статора постоянному току должно проводиться одним из следующих методов [2]: вольтметра и амперметра; одинарного (двойного) моста; омметра.
В данной лабораторной работе используется метод вольтметра и амперметра. Схема опыта в SimInTech представлена на рис. 5.
Рис. 5. Схема опыта измерения сопротивления обмотки статора постоянному току
В качестве источника питания измерительной схемы применяется идеальный источник ЭДС. Значение ЭДС подбирается таким образом, чтобы значение постоянного тока, при измерении сопротивления обмотки методами вольтметра и амперметра, не превышало 15 – 20% номинального тока данной обмотки.
Значение активного сопротивления фазы обмотки статора 
, определяется с учётом равенства сопротивлений всех трёх фаз 
:
где 
– измеренное напряжение, В; 
– измеренный ток, А.
Определение тока и потерь ХХ
Определение тока и потерь ХХ производится в режиме ненагруженного двигателя.
Опыт ХХ выполняется постепенным понижением приложенного к статору напряжения 
, начиная с наибольшего значения, равного 130 % номинального, и кончая возможно более низким, составляющего около 40% от номинального, при котором еще не наблюдается возрастание тока статора. При проведении опыта рекомендуется производить 9 – 11 отсчетов при различных значениях напряжения. При этом один из замеров должен соответствовать номинальному напряжению.
В ходе опыта измеряются значения тока ХХ 
и мощности ХХ 
, включающей в себя электрические потери в обмотке статора 
, магнитные потери в сердечнике статора 
и механические потери 
, в зависимости от приложенного к статору напряжения.
Схема лабораторного опыта в Simintech представлена на рис. 6.
Рис. 6. Схема опыта холостого хода
По результатам измерений можно определить электрические потери в обмотке статора:
где – ток ХХ, А.
Тогда, магнитные и механические потери двигателя составят:
По результатам измерений и вычислений строят характеристику ХХ 
(см. рис. 7).
Если график продолжить до пересечения с осью ординат ( 
), то получим величину механических потерь .
Это разделение магнитных и механических потерь основано на том, что при неизменной частоте сети 
частота вращения двигателя в режиме ХХ 
, а следовательно, и механические потери неизменны. В то же время для режима ХХ а при магнитные потери 
.
Определив величину механических потерь , можно вычислить магнитные потери: 
.
Также, по данным опыта следует рассчитать коэффициент мощности ХХ:
Рис.7. Характеристика холостого хода
Определение индуктивного сопротивления намагничивающего контура
Индуктивное сопротивление намагничивающего контура определяется по данным опыта ХХ при номинальном напряжении:
, где 
Таким образом, индуктивность намагничивающего контура составит:
Также, необходимо рассчитать проводимости:
где 
.
3. Задание к работе
3.1. Домашняя подготовка
Изучить данное методическое указание.
3.2. Работа в лаборатории
В процессе работы необходимо выполнить следующие операции:
1) Войти в указанную папку и выбрать файлы лабораторной работы. При открытии prt – файлов лабораторной работы появляется окно редактирования графической модели электроустановки (рис. 8-9).
Рис.8. Модель лабораторного стенда для измерения сопротивления обмотки статора постоянному току
Рис.9. Модель лабораторного стенда для определения тока и потерь холостого хода
2) Собрать электрическую схему опыта измерения сопротивления обмоток при постоянном токе (см. рис. 5).
Далее, в соответствии с методическими указаниями, выполняются измерения и рассчитывается активное сопротивление фазы обмотки статора.
3) Собрать схему опыта определения тока и потерь ХХ (см. рис. 6).
Затем, по результатам измерений и вычислений, построить характеристику ХХ и определить механические потери ХХ. При измерениях следует фиксировать значения величин при установившемся режиме (действующие значения величин перестают изменяться).
4) Определив величину механических потерь вычислить магнитные потери в сердечнике статора АД.
5) По данным опыта ХХ, соответствующим номинальному напряжению АД, рассчитать индуктивность намагничивающего контура и проводимости.
4. Требования к отчету
Отчет должен содержать: постановку задачи, исходные данные, построенную характеристику ХХ, результаты измерений в табличной форме, с указанием последовательности действий, и результаты расчетов.
5. Контрольные вопросы
1) Какие данные опыта ХХ используются при расчете параметров намагничивающего контура?
2) Из чего складываются потери активной мощности в режиме ХХ?
3) Каким образом подбирается значение ЭДС источника постоянного тока?
4) Как производится разделение магнитных и механических потерь ХХ?
5) Какие методы измерения сопротивления обмотки статора при постоянном токе существуют? Какой используется в данной работе?
6) Поясните отличие определенных параметров из опыта и исходных параметров схемы замещения модели АД.