1 Дослідження електромеханічних характеристик двигуна постійного струму незалежного збудження

1.1 Мета роботи

1.1.1 Метою роботи було вивчення електромеханічних і механічних характеристик електроприводу з двигунами постійного струму незалежного збудження (ДПС НЗ) при зміні основних його параметрів: напруги живильної мережі, додаткового опору у колі якоря, струму збудження, при шунтуванні якоря, при динамічному гальмуваннi i гальмуваннi противмиканням.

1.2 Короткий опис лабораторної установки

1.2.1 Лабораторна робота виконана на установці, принципова схема якої наведена на рисунку А.1 додатку А. Перелік основного силового устаткування і приладів, що були використані в роботі наведений у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Перелік приладів і устаткування

Поз.	Характеристики обладнання
M1	Досліджуваний ДПТ типу П-21. PН =к0,7 Вт ; UН =220 Вт ; IH=4,3А ; nН =1500 об/мин ; nmax=3000 об/хв ; =73,5% ; GD2=0,042кгм2 ; UЗ =220 В ; IЗ=0,365 А
M2	Двигун постійного струму типу ПБСТ-23 з убудованим тахогенера-тором. PН=1,15кВт; UН=220В; IH=6,3А ; nН=2200 об/хв; nmax=4000 об/хв; =83% ; UЗ =220 В ; IЗ =0,348 А
PA1 PA2	Амперметр магнітоелектричний типу М367 20 - 0 - 20 А, кл. 1,5
PA4 PA5	Міліамперметр магнітоелектричний типу М-367 0 - 500 мА, кл. 1,5

Продовження таблиці 1.1

RS1 RS2	Шунт вимірювальний типу 75ШС 20 А; 75 мВ; клас 0,5

1.3 Результати вимірювань та розрахунків

1.3.1 Було досліджено природну механічну характеристику двигуна М1. В ході досліджень якірне коло двигуна М1 отримувало живлення напругою 220В, додатковий опір R_Р був виведений до нуля, а коло збудження споживало струм 320мА. Навантаження створювалось за допомогою двигуна М2. В ході досліджень проводились вимірювання якірних струмів обох двигунів І₁, І₂ і напруги тахогенератора U_BR. Результати вимірювань занесені в таблицю 1.2

Таблиця 1.2 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні природньої електромеханічної характеристики ДПС НЗ ( =( I ))

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

Кутова швидкість ω визначена як

ω = k_BR · U_BR (1.1)

де k_BR – коефіцієнт тахогенератора, що дорівнює (Вс)^-1

Результати розрахунків кутової швидкості ω занесені в таблицю 1.2.

Моменти М₁, М₂ визначені за формулою:

M = k·Ф·I, (1.2)

де k – конструктивна постійна двигуна;

Ф – основний магнітний потік, Вб;

І – якірний струм двигуна, А.

Для випадку номінального потоку добуток k·Ф_Н знаходимо як:

(1.3)

де U_H - номінальна напруга двигуна, В;

I_H - номінальний якірний струм двигуна, А;

R_a - опір якоря двигуна, Ом;

ω_Н – номінальна кутова швидкість двигуна, с^-1.

Номінальні параметри узяли з паспортних даних (таблиця 1.1), номінальну кутову швидкість ω_Н розрахували, знаючи номінальну частоту обертання n_Н:

(1.4)

Якірний опір двигунів знаходимо як:

(1.5)

R_а1 = R_а2 =

ω_{Н 1} = ω_{Н 2} =

k·Ф_{Н 1}= k·Ф_{Н 2}=

Результати розрахунку моментів М₁ і М₂ за формулою(1.1) занесені до таблиці 1.2.

1.3.2 Були досліджені штучні механічні характеристики двигуна М1. У кожному випадку змінювали лише один з параметрів живлення двигуна. Результати вимірювань занесені до таблиць 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8 . За результатами вимірювань були розраховані занесені до таблиць кутова швидкість ω за (1.1) і електромагнітні моменти М₁, М₂ за (1.2). Добуток k·Ф приймали номінальним (k·Ф_{Н 1} і k·Ф_{Н 2}) для таблиць (при незмінному магнітному потоці Ф_Н).

Таблиця 1.3 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні електромеханічної характеристики ДПС НЗ при_______________________

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

Таблиця 1.4 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні електромеханічної характеристики ДПС НЗ при_______________________

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

Таблиця 1.5 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні електромеханічної характеристики ДПС НЗ при_______________________

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

Таблиця 1.6 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні електромеханічної характеристики ДПС НЗ при_______________________

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

Таблиця 1.7 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні електромеханічної характеристики ДПС НЗ при_______________________

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

Таблиця 1.8 –Значення вимірювань та розрахунків при дослідженні електромеханічної характеристики ДПС НЗ при_______________________

Експеримен-тальні дані	I1 , А
	I2, А
	UBR, В
Розрахункові дані	ω, с-1
	М1 , Н·м
	М2 , Н·м

У випадку зниженого магнітного потоку (таблиці ) добуток k·Ф₁ знаходимо як:

(1.6)

де - нормований магнітний потік, значення якого знайдене за універсальною кривою намагнічуваності (рисунок 1.13 [1]);

- нормований струм збудження

(1.7)

= =

k·Ф₁ =

Оскільки магнітне поле навантажувального двигуна залишалось незмінним, то при розрахунку М₂ використовуємо k·Ф_{Н 2} . Результати розрахунків занесені до таблиць .

1.3.3 Були розраховані механічні характеристики двигуна М1 за паспортними параметрами. Розрахунок вівся за формулою:

(1.8)

де U – напруга, що живить якірне коло, В;

R_ - повний опір якірного кола (включає в себе опір якірної обмотки R_А і додатковий опір R_Р), Ом;

М – електромагнітний момент, Н·м.

Результати розрахунку природної та усіх штучних механічних характеристик занесені до таблиці 1.9 .

Таблиця 1.9 – Результати розрахунку механічних характеристик двигуна М1 за паспортними даними

Характе-ристика	Природна		При		При		При		При		При		При
ω, с-1
М, Н·м	0		0		0		0		0		0		0

1.3.4 За даними таблиць 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 були побудовані г рафіки механічних характеристик (рисунок 1.1, рисунок 1.2, рисунок 1.3).

Висновок

_______________________________________________________________________________________________________________________________________