Лабораторна робота № 5.2

1. Опис експериментальної установки

Експериментальна установка містить електродвигун постійного струму паралельного збудження, який приводить в обертання робочу машину РМ. Передбачено регулювання струму збудження за допомогою регулювального реостата РЗ, спостереження за силою струму збудження за допомогою амперметра РА₁, спостереження за струмом і напругою двигуна за допомогою амперметра РА₂ і вольтметра РV. Передбачено пусковий реостат РП. Паспортні дані двигуна наступні: номінальна потужність 4 кВт, номінальна напруга 220 В, номінальний к.к.д. 80 %. Номінальна частота обертання 1500 об/хв. Робоча частота обертання 1000 об/хв. Номінальний струм двигуна дорівнює 22,2 А. Номінальний струм збудження дорівнює 1 А. Опір обмотки якоря дорівнює 0,5 Ом. Час роботи електродвигуна становить 1000 год.

П ринципова електрична схема експериментальної установки наведена на рисунку 6.3.

Рисунок 6.3 - Принципова електрична схема експериментальної установки.

Для складання схеми необхідно мати 12 провідників (на схемі позначені номерами 1-12).

2. Розрахункова схема експериментальної установки

При складанні розрахункової схеми прийняті наступні допущення:

3. опори з’єднувальних проводів, обмоток амперметрів дорівнюють нулю;

4. опір обмотки вольтметра дорівнює нескінченності.

Т оді розрахункова схема електричного кола експериментальної установки має вигляд, наведений на рисунку 6.4.

Рисунок 6.4 - Розрахункова схема електричного кола експериментальної установки.

R_з – опір обмотки збудження, Ом;

L_з – індуктивність обмотки збудження, Гн;

R_рз – опір реостата збудження, Ом;

I_з – сила струму збудження, А;

R_я – опір обмотки збудження, Ом;

L_я – індуктивність обмотки якоря, Гн;

Е – противо-е.р.с. обмотки якоря, В;

R_рп – опір пускового реостата, Ом;

I_я – сила струму обмотки якоря, А;

I – сила струму, що споживає двигун з мережі, А;

U – напруга на затискачах двигуна, В.

3. Завдання з виконання експериментального дослідження

3.1 Занести відомі значення паспортних і експериментальних даних в таблицю 6.15.

Таблиця 6.15

№ п/п	Паспортні і експериментальні дані
	Uн, В	Рн, Вт	н	nн, об/хв	n, об/хв	Iн, А	Iз.н, А	Rя, Ом	t, год.
1

3.2 Вибрати амперметр РA₂ для вимірювань сили струму, який споживає електродвигун, дотримуючись умови, щоб межа вимірювань амперметра була більшою за номінальний струм електродвигуна.

3.3 Вибрати амперметр РA₁ для вимірювань сили струму збудження, дотримуючись умови, щоб межа вимірювань амперметра була більшою за номінальне значення струму збудження електродвигуна.

3.4 Вибрати вольтметр РV для вимірювання напруги на затискачах електродвигуна, дотримуючись умови, щоб межа вимірювань вольтметра була більшою за номінальне значення напруги електродвигуна.

3.5 Визначити номінальне значення сили стуму у колі якоря за допомогою паспортних даних, користуючись першим законом Кірхгофа:

.

3.6 Визначити номінальне значення опору пускового реостата за допомогою паспортних і розрахункових даних, користуючись другим законом Кірхгофа для якірного кола:

.

3.7 Зібрати схему експериментальної установки та виставити опір пускового реостата у необхідне положення (відповідно до пункту 3.6).

4.8 Запустити електродвигун та вивести його на номінальний режим роботи.

3.9 Змінити напрям обертання двигуна двома способами та пояснити їх

3.10 Визначити робочу кутову швидкість обертання електродвигуна за паспортними даними, користуючись рівнянням:

.

3.11 Визначити магнітний потік електродвигуна за паспортними та розрахунковими даними, користуючись рівнянням:

.

3.12 Визначити опір реостата, який необхідно ввести в коло якоря, щоб добитися робочої частоти обертання, за паспортними та розрахунковими даними, користуючись рівнянням:

.

3.13 Визначити потужність, яку споживає електродвигун з мережі в номінальному режимі, за паспортними даними, користуючись рівнянням:

.

3.14 Визначити кількість електроенергії, яку споживе електродвигун за час роботи, за паспортними та експериментальними даними, користуючись рівнянням:

.

3.15 Занести отримані значення в таблицю 6.16.

Таблиця 6.16

№ п/п	Фізичні величини, що характеризують установку
	Iя.н, А	Rрп, Ом	, рад/с	kФ, Вб	, Ом	Р1н, Вт	Wн, кВтгод
1

ТЕМАТИЧНЕ КОМПЛЕКСНЕ КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ЗАВДАННЯ

Умова 1

Генератор постійного струму паралельного збудження приводиться в обертання тепловим карбюраторним двигуном. Передбачено регулювання струму збудження за допомогою регулювального реостата, спостереження за силою струму збудження за допомогою амперметра, спостереження за струмом і напругою генератора за допомогою амперметра й вольтметра. Паспортні дані генератора наступні: номінальна потужність Р_н, номінальна напруга U_н, номінальний к.к.д. _н. Генератор навантажений за допомогою реостата. К.к.д. теплового двигуна при номінальному навантаженні генератора _д. Тепломісткість палива становить 4,610⁷ Дж/кг.

Завдання 1

1. Скласти принципову електричну схему керування генератором.

2. Визначити потужність, що розвивається генератором (Р_г).

3. Визначити потужність, що розвивається тепловим двигуном (Р_д).

4. Визначити роботу, що виконає тепловий двигун за 10 год (А_д).

5. Визначити кількість палива, що буде витрачено тепловим двигуном на виконання цієї роботи (m_п).

6. Визначити кількість палива, що буде витрачено тепловим двигуном на виконання корисної роботи (m_п.к).

7. Визначити кількість палива, що буде витрачено тепловим двигуном на його нагрівання й віддачу в навколишнє середовище (m_п.с).

8. Визначити номінальний струм генератора (I_н)

9. Після пуску генератор не збуджується. Укажіть і обґрунтуйте можливі причини.