ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

_________________________________________________________

Ю. Н. Дементьев, С. М. Семенов, Ю. С. Боровиков

Лабораторный практикум

к выполнению лабораторных работ по курсам электропривода и электрооборудования для студентов бакалаврского и инженерного уровней всех форм обучения

Издательство ТПУ

Томск 2004

УДК 621.83

Л 12

Л 12 Лабораторный практикум к выполнению лабораторных работ по курсам электропривода и электрооборудования для студентов бакалаврского и инженерного уровней всех форм обучения/Сост.: Ю. Н. Дементьев, С. М. Семенов, Ю. С. Боровиков. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 91с.

В лабораторном практикуме приведены описания шести лабораторных работ, посвященных исследованию статических и динамических режимов электроприводов постоянного и переменного тока.

Все работы выполнены в едином стиле. Четко и доходчиво поставлены цели и задачи, решаемые в описании. Кратко изложены теоретические сведения по тематике и программа выполняемых работ. Имеются технические параметры электрических машин и систем электроприводов. Содержится перечень вопросов для самопроверки и список рекомендуемой для подготовки литературы.

Пособие предназначено для студентов всех форм обучения по курсам «Электрический привод» и «Автоматизированный электропривод».

УДК 621.83

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета

Рецензенты

Кандидат технических наук, доцент ТУСУР

А. П. Зайцев

Кандидат технических наук, доцент, зав. каф. ЭПА СТТИ

С. Н. Кладиев

* Авторы выражают благодарность Филимоновой Ирине Владимировне за большой вклад в создание данного лабораторного практикума

© Томский политехнический университет, 2004

© Оформление. Издательство ТПУ, 2004

Лабораторная работа №1 статиЧеские характеристики и режиМы работы электропривода с электродвигателем постоЯнного тока независимого возбуждениЯ

1.1. Цель работы

Исследования электромеханических и механических характеристик при различных режимах работы и способах регулирования скорости электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения.

1.2. Оборудование стенда

Лабораторный стенд состоит из приборного блока и электромеханического агрегата на базе двух одинаковых механически связанных двигателей постоянного тока независимого возбуждения.

Агрегат и блок соединены между собой двумя силовыми кабелями и одним измерительным.

Технические данные исследуемого (М1) и нагрузочного (М2) двигателей независимого возбуждения (ДНВ, на рис. 1.1):

тип Д-200;

Р_н=200 Вт;

U_н=27 В;

I_н=10 А;

n_н=275010 % об/мин;

М_н=0,69 Нм;

η_н=63%;

режим работы S1.

Сопротивление обмотки якоря ДНВ при , Ом,

Сопротивление обмотки якоря ДНВ при ,

,

где 0,004 – температурный коэффициент сопротивления меди.

Сопротивление обмотки возбуждения при , Ом.

1.3. Перевод обозначений элементов оборудования и принципиальной электрической схемы на лицевой панели приборного блока (рис. 1.1)

POWER	Энергия
SUPPLY VOLTAGE	Напряжение питания
CURRENT SOURCE	Источник тока
ARMATURE CURRENT	Ток якоря
EXCITING CURRENT	Ток возбуждения
STEP VOLTAGE	Шаговый переключатель напряжения
POWER SUPPLY	Источник энергии
TEST MOTOR	Исследуемый двигатель
BRAKE MOTOR	Нагрузочный двигатель
TACHOMETER	Тахометр
SPEED, rad/s	Скорость, рад/с
HAND CONTROL	Ручное управление
PHOTOELECTRIC TRANSDUSER	Фотоэлектрический преобразователь
CMPT	Компьютер
ON	Включено
OFF	Выключено
SEPARATELY EXCITED MOTOR STUDY	Двигатель с независимым возбуждением

1.4. Режимы работы, статические характеристики двигателей постоянного тока независимого возбуждения

Аналитическое выражение электромеханических =f(I) и механических =f(M) характеристик ДНВ:

;

,

где знак ”+” соответствует режиму рекуперативного (генераторного) торможения, а знак “” режимам двигательному, противовключения и динамического торможения; U  напряжение питания двигателя; I  ток якоря двигателя; R_  сопротивление якорной цепи, состоящее в общем случае из сопротивлений добавочного резистора R_Д и якоря ; , , ,  сопротивления соответственно обмотки якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки; М  электромагнитный момент двигателя; кФ  соответственно конструктивный коэффициент и магнитный поток двигателя; С  коэффициент связи двигателя;  скорость идеального холостого хода;  падение скорости относительно скорости при изменении нагрузки от нуля до заданного значения.

Возможные режимы работы электродвигателя:

• двигательный режим (характеристика 1-2, рис. 1.2.);

• режим рекуперативного (генераторного) торможения (характеристика 2-3);

• режим торможения противовключением при сохранении полярности питающего напряжения и наличии активной нагрузки (характеристика 1-4);

• режим динамического торможения с независимым возбуждением (характеристика 0-5).

Рис. 1.2. Электромеханические и механические характеристики

электропривода с ДПТ НВ

Скорость вращения в электроприводе с ДПТ независимого возбуждения регулируют изменением питающего напряжения U, включением в якорную цепь добавочного сопротивления , изменением магнитного потока Ф. На рис. 1.3, показаны естественная характеристика и искусственные характеристики при указанных способах регулирования.

Рис. 1.3. Естественная и искусственные электромеханические и

механические характеристики ДПТ НВ:

1  естественная (U=U_Н; Ф=Ф_Н; R_Д=0);

2  искусственная (R_Д0);

3  искусственная (U<U_Н);

4  искусственная (Ф<Ф_Н)