ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Электромеханические комплексы и системы"

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Методические указания к лабораторным работам

Санкт-Петербург

2012

УДК 621.313

ББК 31.261

Попов Г. А., Колесова А.В. Основы электропривода: методические указания к лабораторным работам. СПб: ПГУПС 2012.____с.

Пособие предназначено для студентов Электромеханического и Механического факультета, выполняющих лабораторные работы по курсу "Электрические машины и основы электропривода". Может быть полезно для студентов, других факультетов, изучающих дисциплину «Электрические машины» .

Табл.__ Рис.__ Библиогр. __ назв.

1. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Цель работы.

Ознакомление со способами регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока изменением напряжения, тока возбуждения, сопротивления цепи якоря и получение экспериментального подтверждения теоретическим сведениям о работе системы «генератор - двигатель».

Оборудование:

В лабораторной установке регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока производится по системе «генератор — двигатель». Испытуемый двигатель М получает питание от автономного генератора Г, который приводится во вращение асинхронным двигателем АМ (рис. 1.1). Возбуждение генератора и испытуемого двигателя независимое и осуществляется от сети постоянного тока.

С помощью резистора РВГ, включенного по схеме делителя напряжения, регулируются ток возбуждения и соответственно напряжение генератора. Регулировка тока возбуждения двигателя осуществляется с помощью резистора РВД. В общую цепь якорей генератора Г и двигателя М при размыкании рубильника может включаться резистор , вносящий в цепь якоря добавочное сопротивление. Нагрузкой для испытуемого двигателя является электромагнитный тормоз (ЭМТ).

Таким образом, лабораторная установка позволяет регулировать частоту вращения испытуемого двигателя М в широком диапазоне нагрузок тремя способами: изменением напряжения, тока возбуждения и сопротивления в цепи якоря.

Программа работы:

Снять механические характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при питании от генератора и условии:

а) номинального напряжения и тока возбуждения;

б) пониженного напряжения и номинального тока возбуждения;

в) номинального напряжения и пониженного тока возбуждения;

г) номинальных значениях напряжения и тока возбуждения при наличии дополнительного сопротивления в цепи якоря .

Значения напряжения и тока возбуждения выбираются по указанию преподавателя.

Р екомендуемые для изучения способы регулирования частоты вращения следуют из анализа уравнения механической характеристики двигателя постоянного тока, имеющей вид:

,

где - частота вращения;

- напряжение на якоре машины;

Ф - магнитный поток двигателя, регулируемый в данной работе изменением тока возбуждения;

- сопротивление якорной цепи двигателя, состоящее из сопротивления якоря и добавочного сопротивления , вводимого в цепь при выполнении пункта «г» программы;

М - электромагнитный момент двигателя; и - постоянные машины по ЭДС и электромагнитному моменту.

П римерный вид механических характеристик, соответствующих пунктам программы, приводится на рис. 1.2.

Выполнение работы

Проверить положение всех рубильников и переключателей: они должны находиться в положении «выключено». Переключатель ваттметра на время пуска асинхронного двигателя АМ должен находиться в положении «пуск». Последовательность включения установки следующая. Включить АМ в трехфазную сеть переменного тока и привести, таким образом, в движение генератор постоянного тока, вал которого муфтой механически соединен с АМ. По достижении агрегатом «АМ - Г» установившейся скорости, включить в сеть постоянного тока цепь обмотки возбуждения генератора Г и поставить потенциометр РВГ в положение, соответствующее минимальному значению тока возбуждения генератора, включить переключатель П в одно из крайних положений. Включить в сеть постоянного тока цепь обмотки возбуждения испытуемого двигателя М и поставить резистор РВД в положение, соответствующее номинальному значению тока возбуждения двигателя.

После включения рубильников и с помощью РВГ плавно, чтобы не вызвать резких бросков тока якоря М, увеличивают ток возбуждения генератора Г и поднимают, таким образом, его напряжение до значения, соответствующего номинальному. Двигатель М приходит во вращение, направление которого должно соответствовать положительному отсчету по скоростемеру, в противном случае запуск двигателя М производится снова при нахождении переключателя П в другом крайнем положении. Запуски двигателя М производятся в ненагруженном состоянии, делитель напряжения установлен в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению, подаваемому на катушки ЭМТ.

Значения напряжения на якоре и ток возбуждения двигателя устанавливаются соответствующими выполняемому пункту программы. Снимают механические характеристики испытуемого двигателя. Двигатель нагружают с помощью ЭМТ и снимают 5 - 6 точек в диапазоне нагрузок от холостого хода до нагрузки, соответствующей току якоря М, превышающему номинальное его значение на 20 - 30 % . При выполнении пунктов а, б, в программы рубильник включен, что соответствует отсутствию в цепи якоря добавочного сопротивления . При выполнении пункта «г» программы рубильник выключен, что соответствует включению в цепь якоря добавочного резистора . По ходу опытов производят измерения мощности асинхронного двигателя , а также момента М, тока якоря и частоты вращения испытуемого двигателя.

Запись результатов испытаний рекомендуется производить в таблицу 1.1.

Таблица 1.1.

Измеренные величины						Рассчитанные величины
, дел	, В	, А	, А	, об/мин.	, Нм	, Вт	, Вт	, %

При отключении лабораторной установки от сети в последнюю очередь отключается цепь возбуждения испытуемого двигателя.

В качестве УИРС рекомендуется ознакомиться с регулированием частоты вращения испытуемого двигателя по схеме, в которой двигатель М получает питание от более компактной и экономичной установки -управляемого моста на тиристорах. Установка состоит из силового управляемого моста на тиристорах, трансформатора и цепи управления. Схема приводится на щите лабораторной установки,