Параллельного возбуждения

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Работа №3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Внимание! SA1 модуля добавочных сопротивлений №2 не выводить в положение «0».

Внимание! SA1 не выводить в положение «0».

Данные опыта занести в табл. 4.

Таблица 4

IЯ, А								iВ =
UЯ, В

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние, отключить автоматы QF2, QF1.

5. Регулировочная характеристика ГПТ независимого возбуждения

Эта характеристика представляет зависимость i_В = f(I_Я) при U_Я = constи n=const.

Привести модули в исходное состояние:

– переключатель SA1 модуля МДС1 установить в положение «∞».

– переключатель SA1 модуля МДС1 установить в положение «∞»;

– переключатель SA2 модуля МДС2 установить в положение «1100».

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

– переключателями SA1 и SA2 модуля МДС2 установить U_Я, которое было при номинальном токе I_ЯН при снятии внешней характеристики (табл. 4). Эту точку заносят в табл. 5;

– изменяя положение переключателя SA1 модуля МДС1 от положения «¥» в сторону уменьшения, увеличивают ток якоря, при этом напряжение генератора должно быть постоянным. Это достигается увеличением тока возбуждения.

Данные опыта заносятся в табл. 5.

Таблица 5

IЯ, А								UЯ =
iВ, А

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное положение, отключить автоматы QF2, QF1.

Контрольные вопросы

1. При каких условиях происходит самовозбуждение ГПТ параллельного возбуждения?

2. Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения более мягкая, т.е. напряжение на зажимах генератора значительно уменьшается с нагрузкой по сравнению с генератором независимого возбуждения?

3. Определить коэффициент насыщения магнитной системы ГПТ при напряжении, которое соответствует номинальному току генератора независимого возбуждения.

Цель работы

Ознакомиться со способами пуска двигателя параллельного возбуждения, исследовать механические, рабочие и регулировочные свойства двигателя путем снятия соответствующих характеристик.

Программа работы

1. Изучить схему для экспериментального исследования электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения (в дальнейшем изложении ДПТПВ), состав и назначение модулей, используемых в работе.

2. Собрать схему для экспериментального исследования ДПТПВ. Провести пробное включение.

3. Снять естественную механическую характеристику;

4. Снять искусственную механическую характеристику при введении сопротивления в цепь якоря.

5. Снять искусственную механическую характеристику при ослаблении магнитного потока.

6. Снять рабочие характеристики ДПТПВ.

7. Снять регулировочные характеристики двигателя при изменении напряжения, подводимого к зажимам двигателя.

8. Снять регулировочные характеристики двигателя посредством ослабления магнитного потока.

9. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.

Пояснения к работе

В лабораторной работе используются следующие модули:

– модуль питания стенда (МПС);

– модуль питания (МП);

– модуль автотрансформатора (ЛАТР);

– силовой модуль (СМ);

– модуль добавочных сопротивлений №1 (МДС1);

– модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);

– модуль измерительный (МИ);

– модуль измерителя мощности (МИМ).

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:

– переключатель SA1 модуля ЛАТР установить в нижнее положение, ручку автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки;

– переключатель SA1 МДС1 установить в положение «¥»;

– переключатель SA1 МДС2 установить в положение «0»;

– переключатель SA2 МДС2 установить в положение «0».

Исследуемая машина постоянного тока входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемую машину постоянного тока М2, нагрузочную машину – машину переменного тока – М1 и импульсный датчик скорости М3.

1. Естественная механическая характеристика ДПТПВ

Естественная механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя и отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря: n = f(I_Н) при U=const, i_В=const и R_ДЯ=0.

Схема для снятия естественной механической характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема для снятия естественной механической характеристики

Якорная цепь через добавочное сопротивление RP1 модуля МДС2 и обмотка возбуждения через добавочное сопротивление RP2 модуля МДС2 двигателя постоянного тока подключается к регулируемому источнику постоянного тока модуля ЛАТР.

Асинхронный двигатель подключается через добавочные сопротивления (МДС1) непосредственно к сети (МП) (асинхронная машина работает в режиме асинхронного генератора).

Значения тока якоря I_Я, напряжения якоря U_Я, можно определить с помощью приборов модуля измерительного. Параметры цепи статора наблюдать на индикаторе модуля измерителя мощности.

Значение скорости наблюдать на индикаторе силового модуля.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;

– ручкой автотрансформатора установить напряжение U_Я=200В, произвести первое измерение;

– переключателем SA1 МДС1 вводить сопротивления, тем самым нагружая ДПТ до тех пор, пока ток якоря не достигнет 1,5А или ток статора не достигнет 1,3А;

– при увеличении скорости ДПТПВ следует остановить ДПТ, отключить автомат QF2, и изменить направление вращения асинхронного генератора (поменять местами фазы «А» и «В»).

Данные опыта занести в табл. 1.

Таблица 1

n, об/мин
IЯ, А

После проведения опыта установить модули в исходное состояние.

2. Искусственная механическая характеристика ДПТПВ при введении сопротивления в цепь якоря

Искусственная механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя при введении дополнительного сопротивления в цепи якоря: n = f(I_Н) при U=const, i_В=const.

Схема для снятия искусственной механической характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения представлена на рисунке 3.1.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;

– ручкой автотрансформатора установить номинальное напряжение U_Я=U_Н=220В

– переключатель SA1 МДС2 установить в положение, отличное от нуля, произвести первое измерение;

– переключателем SA1 МДС1 вводить сопротивления, тем самым нагружая ДПТ до тех пор, пока ток якоря не достигнет 1,5А или ток статора не достигнет I_С=I_Н=1,3А;

– при увеличении скорости ДПТПВ следует остановить ДПТ, отключить автомат QF2, и изменить направление асинхронного генератора (поменять местами фазы «А» и «В»).

Данные опыта занести в табл. 2.

Таблица 2

RДЯ =
n, об/мин
IЯ, А

После проведения опыта установить модули в исходное состояние.

3. Искусственная механическая характеристика ДПТПВ при ослаблении магнитного потока

Искусственная механическая характеристика двигателя постоянного тока параллельного возбуждения при ослаблении потока представляет собой зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя при введении дополнительного сопротивления в цепь обмотки возбуждения: n = f(I_Н) при U = const, i_В = const.

Схема для снятия искусственной механической характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения представлена на рис. 1.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 МПС и МП соответственно;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;

– ручкой автотрансформатора установить номинальное напряжение U_Я=U_Н=220В;

– переключатель SA2 МДС2 установить в положение, отличное от нуля, произвести первое измерение;

– переключателем SA1 МДС1 вводить сопротивления, тем самым нагружая ДПТ до тех пор, пока ток якоря не достигнет 1,5А или ток статора не достигнет 1,3А;

– при увеличении скорости ДПТПВ следует остановить ДПТ, отключить автомат QF2, и изменить направление асинхронного генератора (поменять местами фазы «А» и «В»).

Данные опыта занести в табл. 3.

Таблица 3

Rдв =
n, об/мин
IЯ = IН, А

После проведения опыта установить модули в исходное состояние.

4. Рабочие характеристики ДПТПВ

Рабочие характеристики двигателя представляют собой зависимости частоты вращения, электромагнитного момента, тока якоря и КПД от полезной мощности на валу двигателя при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя ω; М, I_Я, ŋ=f(Р₂) при U_Я=U_ЯН=const, i_В=const.

Схема для снятия рабочих характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения представлена на рис. 1.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1, QF2;

– включить SА1 модуля автотрансформатора и установить напряжение

U_Я = 0,75∙U_ЯН и произвести первое измерение;

– переключателем SA1 МДС1 вводить сопротивления, тем самым нагружая ДПТ до тех пор, пока ток якоря не достигнет 1,5А или ток статора не достигнет 1,3А;

– при увеличении скорости ДПТПВ следует остановить ДПТ, отключить автомат QF2, и изменить направление асинхронного генератора (поменять местами фазы «А» и «В»).

Данные опыта занести в табл. 4.

Таблица 4

Данные опыта

Расчетные данные

UЯ

IЯ

n

ω

iВ

РЯ

ΔPЭЛ.В.

Р1

См

М

IЯ0

М0

М2

Р2

ŋ

В

А

об/мин

1/с

А

Вт

Вт

Вт

Н×м

А

Н×м

Н×м

Вт

%

После проведения опыта установить модули в исходное состояние.

Расчетные данные:

Мощность, подводимая к якорю двигателя, Вт

Р_Я = U_Я∙I_Я.

Электрические потери в цепи возбуждения, Вт

ΔP_ЭЛ.В. = .

Ток возбуждения ДПТ, А

;

r_В – сопротивление обмотки возбуждения (Приложение Б).

Мощность, подводимая к ДПТ, Вт

Р₁ = Р_Я + ΔP_ЭЛ.В.

Электромагнитный момент, Н∙м

М=С_М∙I_Я.

Момент холостого хода двигателя, пропорциональный механическим потерям и потерям в стали, Н∙м

М₀ = С_М∙I_Я0,

где См, I_Я0 – принимаются в зависимости от угловой частоты вращения (Приложение В).

Полезный момент на валу ДПТ, Н∙м

М₂ = М - М₀.

Полезная мощность на валу двигателя, Вт Р₂ = ω∙М₂.

КПД, % .

По данным таблицы 3.4. построить рабочие характеристики.

5. Регулировочные характеристики двигателя при изменении напряжения, подводимого к зажимам двигателя.

Схема для снятия регулировочных характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, представлена на рис. 1.

Частота вращения двигателей постоянного тока определяется выражением:

.

Снятие регулировочных характеристик при изменении напряжения, подводимого к зажимам двигателя, проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2;

– включить SА1 модуля автотрансформатора и установить ручкой напряжение U_Я = U_ЯН;

– изменением положения переключателя SA1 МДС1 нагружают ДПТ до тех пор, пока ток якоря ДПТ не достигнет примерно значений I_я ≈ 0,5I_ян и это положение переключателя оставляют неизменным, что соответствует М₂ ≈ const;

– изменять положение ручки автотрансформатора таким образом, чтобы напряжение на зажимах цепи якоря U_Я уменьшалось примерно до 0,5∙U_ЯН.

Полученные данные занести в табл. 5.

Таблица 5

Данные опыта

Расчетные данные

UЯ

IЯ

n

ω

iВ

РЯ

ΔPЭЛ.В.

Р1

СМ

М

IЯ0

М0

М2

Р2

ŋ

В

А

об/мин

1/с

А

Вт

Вт

Вт

Н×м

А

Н×м

Вт

%

После проведения опыта установить модули в исходное состояние.

Расчетные данные:

Мощность, подводимая к двигателю, Вт:

Р₁= U_ТП∙I_Я + i_В²∙r_{В 20};

Остальные расчетные данные вычисляются так же, как при снятии рабочих характеристик.

По данным таблицы 3.5 построить зависимости n = f(U_Я) и η = f(U_Я).

6. Регулировочные характеристики двигателя посредством ослабления магнитного потока

Снятие регулировочной характеристики посредством ослабления магнитного потока осуществляется при отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря и постоянном напряжении на зажимах двигателя: U_Я = const и R_ЯД = 0.

Схема для снятия регулировочных характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, представлена на рис. 1.

Частота вращения двигателей постоянного тока определяется выражением:

.

Снятие регулировочных характеристик посредством ослабления магнитного потока проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2;

– включить SА1 модуля автотрансформатора и установить ручкой напряжение U_Я = U_ЯН;

– изменением положения переключателя SA1 модуля добавочных сопротивлений №1 нагружают ДПТ до тех пор, пока ток якоря ДПТ не достигнет примерно значений I_я ≈ 0,5∙I_ЯН и это положение переключателя оставляют неизменным, что соответствует М₂ ≈ const;

– переключателем SA2 модуля МДС2 вводить сопротивление в цепь обмотки возбуждения, тем самым ослабляя магнитный поток, частота вращения не должна превышать 1800 об/мин.

Полученные данные занести в табл. 6.

Таблица 6

Данные опыта

Расчетные данные

UЯ

IЯ

n

ω

iВ

РЯ

ΔPЭЛ.В.

Р1

СМ

М

IЯ0

М0

М2

Р2

ŋ

В

А

об/мин

1/с

А

Вт

Вт

Вт

Н×м

А

Н×м

Вт

%

После проведения опыта установить модули в исходное состояние.

Расчетные данные:

Мощность, подводимая к двигателю, Вт:

Р₁= U_ТП∙I_Я + i_В²∙(r_{В 20} + R_ДВ)

Остальные расчетные данные вычисляются так же, как при снятии рабочих характеристик.

По данным табл. 6. построить зависимости n = f(i_В) и η = f(i_В).

Контрольные вопросы

1. Как изменить направление вращения ДПТ?

2. Почему у ДПТ возрастает ток якоря при увеличении нагрузки на его валу?

3. Почему при уменьшении тока возбуждения частота вращения ДПТ возрастает?

4. Как должен изменяться ток якоря при уменьшении тока возбуждения и постоянном моменте сопротивления на валу двигателя?

5. Как изменится вид механической характеристики двигателя, если ввести в цепь якоря регулировочное сопротивления R_рг?

Дата добавления: 2014-12-07