Методические рекомендации к проведению исследований

Способ определения постоянной времени охлаждения

Охлаждение двигателя в общем случае продолжается до t _уст = 0, т.е. описывается уравнением (32). Постоянную времени охлаждения достаточно просто найти путем логарифмирования (32) в любой точке кривой. Примем:

(36)

где τ ₀ - начальное превышение температуры для опыта охлаждения, равное конечному значению в опыте нагревания двигателя.

После логарифмирования и простых преобразований:

(37)

Для определения T _ох нужно найти постоянную времени охлаждения по выражению (34) в трех - четырех точках экспериментальной кривой и взять среднее значение. Начальное превышение температуры t ₀ известно из опыта нагревания.

1) Изучить электрическую схему для исследования процесса нагревания и охлаждения электродвигателя (рис. 19). Лабораторная установка представляет собой асинхронный двигатель М 1, соединенный механически с машиной постоянного тока M 2, которая обеспечивает необходимый тормозной момент; кроме того, имеется механическая связь с датчиком частоты вращения BV.

Асинхронный двигатель M 1 получает питание от «Модуля питания», нагрузочная машина постоянного тока M 2 подключена к модулю «Тиристорный преобразователь». Величина тормозного момента регулируется с помощью реостата RP 1 U _упр модуля «Тиристорный преобразователь».

Для контроля температуры асинхронного двигателя использован температурный контроллер DTB4848, установленный сверху асинхронного двигателя M 1, при этом температурный датчик контроллера уложен в один из пазов статора машины. Считывание информации о значении температуры в градусах Цельсия производится непосредственно с цифрового индикатора контроллера.

Рис. 19. Электрическая схема теплового испытания электродвигателя

Асинхронный двигатель M 1 получает питание от «Модуля питания», нагрузочная машина постоянного тока M 2 подключена к модулю «Тиристорный преобразователь». Величина тормозного момента регулируется с помощью реостата RP 1 U _упр модуля «Тиристорный преобразователь».

Для контроля температуры асинхронного двигателя использован температурный контроллер DTB4848, установленный сверху асинхронного двигателя M 1, при этом температурный датчик контроллера уложен в один из пазов статора машины. Считывание информации о значении температуры в градусах Цельсия производится непосредственно с цифрового индикатора контроллера.

2) Собрать электрическую схему для исследования процесса нагревания и охлаждения асинхронного двигателя (рис. 19) на лабораторном стенде.

3) Привести переключатели и регулировочные элементы схемы в исходные положения:

а) автоматические выключатели «Модуля питания стенда» и «Модуля питания» отключить;

б) на модуле «Тиристорный преобразователь» кнопку «Сеть» отключить, переключатель SA 1 перевести в положение «I _я», SA 2 – «Момент», SA 3 – «Руч», SA 4 – «НМ», SA 5 – «Вперед», SA 6 «Разрешение» – отключить (перевести тумблер вниз), движок потенциометра RP 1 U _упр установить в крайнее левое положение «0» (до упора против часовой стрелки).

4) Перед включением схемы необходимо, чтобы она была проверена преподавателем.

5) Последовательность действий при выполнении эксперимента по исследованию нагревания АД в длительном режиме:

а) включить автоматический выключатель QF 1 «Модуля питания стенда» и выполнить измерение сопротивления обмотки АД R _нач с помощью мультиметра, результат записать в табл. 11. По окончании измерения сопротивления отсоединить щупы мультиметра от АД;

б) включить автоматический выключатель QF 2 «Модуля питания», включить кнопку «Сеть» модуля «Тиристорный преобразователь», перевести тумблер SA 6 «Разрешение» во включенное положение;

в) движком потенциометра RP 1 модуля «Тиристорный преобразователь» установить заданное преподавателем значение тока якоря машины постоянного тока в пределах от 0,5 до 1,0 I _н тока статора АД (величина тока якоря контролируется по показаниям цифрового индикатора модуля «Тиристорный преобразователь»). После установки заданной нагрузки АД необходимо зафиксировать в табл. 11 значение частоты вращения машины n _длит. При выполнении эксперимента следует поддерживать нагрузку двигателя неизменной при помощи тиристорного преобразователя;

г) снять кривую нагревания τ = f (t) в длительном режиме работы при постоянном токе (мощности) двигателя в течении времени t _нагр = 30 мин. Экспериментальные точки кривой нагревания снимать через равные промежутки времени D t = 2 мин, результаты измерений записать в табл. 11.

д) по завершении процесса нагревания снять нагрузку с асинхронного двигателя, для этого установить RP 1 в крайнее левое положение, перевести тумблер SA 6 «Разрешение» в выключенное положение; отключить АД от питающей сети (выключить QF 2 «Модуля питания»). С помощью мультиметра измерить сопротивление обмотки АД в «горячем состоянии» R _гор, результат записать в табл. 11, отсоединить щупы мультиметра от АД по завершению измерения;

е) снять кривую охлаждения АД τ = f (t) в длительном режиме работы в условиях принудительной вентиляции в течении времени t = 30 мин, для чего модуль «Тиристорный преобразователь» перевести в режим регулирования скорости (переключатель SA 2 перевести в положение «Скорость»), включить SA 6 и установить потенциометром RP 1 модуля «Тиристорный преобразователь» частоту вращения АД n _длит равную нагруженному двигателю в предыдущем опыте (при нагревании АД). Экспериментальные точки кривой охлаждения снимать через равные промежутки времени D t = 2 мин в течении времени t _охл = 30 мин, результаты измерений записать в табл. 11. По завершении процесса охлаждения установить потенциометр RP 1 модуля «Тиристорный преобразователь» в крайнее левое положение «0», перевести тумблер SA 6 «Разрешение» в выключенное положение;

Т а б л и ц а 11

Экспериментальные данные тепловых процессов АД в длительном режиме

t, мин	τ, °С
Нагревание, n длит = _____ об/мин, R нач= _____ Ом
. . .
Охлаждение, n длит = _____ об/мин, R гор= _____ Ом
. . .
Завершение процесса охлаждения, R охл = _____ Ом

ж) по завершении процесса охлаждения с помощью мультиметра измерить сопротивление обмотки АД R _охл, результат записать в табл. 11;

з) перевести все переключатели на лабораторном стенде в исходное положение (см. п. 3).

6) Последовательность действий при выполнении эксперимента по исследованию нагревания АД в повторно-кратковременном режиме:

а) включить автоматический выключатель QF 1 «Модуля питания стенда» и измерить сопротивление обмотки АД R _нач с помощью мультиметра, результат записать в табл. 12. По окончании измерения сопротивления отсоединить щупы мультиметра от АД;

б) включить автоматический выключатель QF 2 «Модуля питания», включить кнопку «Сеть» модуля «Тиристорный преобразователь», перевести тумблер SA 6 «Разрешение» во включенное положение;

в) снять кривую нагревания τ = f (t) при повторно-кратковременном режиме работы (величина нагрузки, длительность рабочей ступени t _вкл и паузы t _откл задаются преподавателем и записываются в табл. 12). К моменту первого включения АД температура должна быть равна температуре окружающей среды (τ ₀ = 0). Замеры сопротивления обмотки АД производятся в начале и конце каждой паузы нагрузки.

Т а б л и ц а 12

Исходные данные для исследования повторно-кратковременного режима

Параметр	t вкл, мин	t откл, мин	T ц, мин	D t, мин	I нм, А	τ 0, °С
Значение

– задать величину нагрузки исследуемого АД потенциометром RP 1 модуля «Тиристорный преобразователь» и установить ток якоря нагрузочной машины постоянного тока I _нм (величина тока якоря контролируется по показаниям цифрового индикатора блока «Индикация» модуля «Тиристорный преобразователь»)

– в режиме отключения нагрузки АД работает на холостом ходу, для чего следует установить крайнее левое положение движка потенциометра RP 1 модуля «Тиристорный преобразователь».

В табл. 13 следует записывать значения превышения температуры τ по показаниям цифрового индикатора температурного контроллера. Измерения следует провести для четырех циклов работы АД.

д) перевести все переключатели на лабораторном стенде в исходное положение (см. п. 3).

Т а б л и ц а 13

Экспериментальные данные тепловых процессов АД
в повторно-кратковременном режиме

Цикл	Режим	t, мин	τ, °С	R, Ом
–	Начальное состояние
	Нагревание	D t ... t вкл
Охлаждение	t вкл + D t ... T ц
	Нагревание
Охлаждение
	Нагревание
Охлаждение
	Нагревание
Охлаждение

Дата добавления: 2014-11-18