1. Лабораторная работа № 1 исследование двигателя постоянного тока

1.1. Цель работы

Цель работы - изучение способов регулирования скорости. Исследование статических рабочих, механических, регулировочных и скоростных характеристик двигателя постоянного тока.

1.2. Описание лабораторной установки

Схема установки изображена на рис. 1.1.

А – пусковая станция

Рис. 1.1. Схема лабораторной установки

Электродвигатель М1 подключается к сети через управляемый преобразователь напряжения постоянного тока собранный на автотрансформаторе TV1 и шести диодах VD1…VD6.

Пусковая станция А в лабораторной установке предназначена для подключения якорной цепи машины постоянного тока М1 к сети и ограничения пускового тока.

В качестве нагрузки исследуемого двигателя М1 и для измерения момента на его валу используется электромагнитный тормоз Панасенкова М.А. YB.

Измерение частоты вращения электродвигателя осуществляется при помощи тахогенератора BR и вольтметра PV2, шкала которого проградуирована в об/мин. Измерительные приборы (амперметры и вольтметры) в схеме предназначены для контроля тока и напряжения в электрических цепях исследуемой машины.

1.3. Порядок выполнения эксперимента

1.3.1. Измерение активных сопротивлений обмоток якорной цепи и обмотки возбуждения

1.3.2. Сборка принципиальной электрической схемы и пуск электродвигателя на холостом ходу

1.3.3. Снятие естественных рабочих характеристик исследуемой машины постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением ω, М, I_a, P₁, η=f(P₂) при U_ип=U_н - const, i_в=i_вн - const

Здесь ω - угловая скорость вращения, рад/с;

М – вращающий момент на валу, Н·м;

I_a - ток якорной цепи, А;

P₁ - подводимая мощность, Вт;

η - коэффициент полезного действия, %;

P₂ - полезная мощность на валу, Вт;

U_ип - напряжение источника питания, В;

i_в - ток обмотки возбуждения, А.

Переменные величины с индексом “н” являются номинальными.

1.3.4. Снятие естественной механической характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением ω=f(M) при i_вн - const, U_ип=U_н - const

1.3.5. Снятие искусственных характеристик двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением для трех случаев

а) ω_и=f(M) при i_вн - const, U_ип=U_н - const, R_доб- const.

б) ω_и=f(M) при i_в =0.6i_вн - const, U_ип=U_н - const, R_доб=0.

в) ω_и=f(M) при i_вн - const, U_ип=0.8U_н - const, R_доб=0.

1.3.6. Снятие скоростных характеристик двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

а) Изменением тока возбуждения ω=f(i_в) при U_ип=U_н - const для 2-х случаев, когда М=0 и М=0,5М_н.

б) Изменением напряжения якорной цепи ω=f(U), при i_в - const для 2-х случаев, когда М=0 и М=0,5М_н.

I_в- задается преподавателем.

1.3.7. Снятие регулировочной характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением i_в=f(I_a) при ω=ω_н - const и U_ип=U_н - const, М – var

1.4. Методические указания и обработка экспериментальных данных

1 .4.1. Измерение сопротивлений обмоток осуществляется методом амперметра и вольтметра по схемам, изображенным на рис.1.2 а,б

а) б)

Рис. 1.2. Схема для измерения сопротивлений

При использовании этого способа выбирают приборы класса 0,5 или 1. Расчет сопротивлений обмоток и добавочного сопротивления R_доб осуществляют по выражению:

, (1.1)

Источник питания постоянного тока, по возможности, выбирается пониженного напряжения. Резистор R_доб выбирается по величинам тока и мощности, не превышающим его паспортных данных. Пределы измерений приборов выбираются с учетом ожидаемых величин напряжения источника питания и тока, протекающего по исследуемой цепи. При измерении сопротивления якорной цепи электродвигателя ток не должен превышать 10 % - 15 % номинальной величины I_н, а обмотка возбуждения должна быть зашунтирована накоротко во избежание в ней индуктированного напряжения в момент включения и отключения источника питания. Здесь имеется в виду следующее, что в переходном режиме при включении или отключении источника питания ротор машины постоянного тока может начать вращаться из-за взаимодействия магнитных потоков остаточного магнетизма сердечника обмотки возбуждения и потока обмотки ротора, возбуждаемого током якорной цепи, если его величина близка к I_н.