В. Кпд двигателя.

 = f ( P₂ ) при U=const

Коэффициент полезного действия двигателя постоянного тока определяется по формуле

При изменении режима работы двигателя меняется подводимая мощность P₁ и мощность потерь энергии  p поэтому меняется и КПД.

При теоретическом холостом ходе, когда Р₂=0,  = 0. При увеличении нагрузки КПД сначала быстро увеличивается до максимального значения, а затем начинает уменьшаться.

Коэффициент полезного действия двигателя достигает максимального значения _max при такой нагрузке, когда постоянные потери равны переменным потерям.

Механические характеристики двигателя представляют зависимости:

n =f ( M₂ ) при U=const и (R_a + R_д ) = const

На рис. 2 изображены механические, токовые и характеристики КПД двигателя последовательного возбуждения, снятые при отсутствии(естественная характеристика) и наличии добавочного сопротивления R_д (искусственная характеристика).

Угол наклона механической характеристики зависит от величины добавочного сопротивления R_д, включенного в цепь якоря. При одном и том же моменте на валу двигателя, чем больше будет добавочное сопротивление, тем меньше будет напряжение на зажимах якоря, тем меньше будет частота вращения двигателя.

Регулировочные характеристики двигателя представляют зависимости:

а) n = f(U) при М₂ = const;

б) n = f(I_в ) при U = const и М₂ = const.

Первая характеристика дает возможность судить о том, как будет изменяться частота вращения двигателя при изменении напряжения на зажимах якоря и постоянной величине полезного момента на валу двигателя.

Вторая характеристика показывает, как изменится частота вращения двигателя при изменении тока возбуждения или изменения магнитного потока двигателя (1) .

Описание схемы. На рис.3 показана схема, собранная на испытательном стенде. При включении выключателя Р_с напряжение попадает на автотрансформатор ЛАТР, который является регулируемым источником питания стенда.

Регулятор “ МАШИНА” изменяет напряжение в пределах 0  250 на входе схемы стенда. А регулятор “ ТОРМОЗ ” изменяет напряжение на зажимах катушек тормозного устройства стенда. Он не должен находиться в нулевом положении, т.к. при пуске надо иметь какое-то значение момента, чтобы двигатель не пошёл в разнос ( ток при пуске должен быть в пределах 9  11 А). Исходя из конструкции стенда, пуск осуществляется способом изменения напряжения на зажимах двигателя от нуля до номинального.

Переменный ток выпрямляется с помощью диодных выпрямителей: ВУ_д и ВУ_т.

3. Содержание работы

1. При исследовании двигателя снять и построить:

1) рабочие характеристики:

I, n, M₂,  = f(P₂ ) при U=const

2) механические, токовые и КПД характеристики:

а) естественные:

n, I,  = f(M₂ ) при U=const и R_д =0;

б) искусственные:

n, I,  = f(M₂ ) при U=const и (R_a + R_д) =const.

3) регулировочные характеристики:

а) п = f(U ) при М₂ =const ;

б) п = f(I_в ) при U =const и М₂ =const .

4. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией электродвигателя и электромагнитного тормоза или нагрузочного устройства, записать данные заводского щитка, число главных и добавочных полюсов, способ охлаждения.

2. Разобраться со схемой (рис. 3), определив назначение приборов и аппаратов.

3. Осуществить пуск двигателя. Перед пуском двигателя убедиться, что регулятор «МАШИНА» находится в нулевом положении и введён регулятор электромагнитного тормоза (устройство для измерения вращающего момента).

4. Снять и построить рабочие характеристики двигателя:

I, n, M₂,  = f(P₂ ) при U=const

Для этого необходимо пустить двигатель в ход, нагрузить его до I = 1.2 I_н и, постепенно разгружая, записать показания приборов в табл. 1, сняв 5  6 замеров. Частота вращения двигателя при наименьшей нагрузке не должна превышать 1,5 п_н .

Расчет мощности Р₁ , Р₂ и момента М₂ выполнять по следующим формулам:

а) мощность, потребляемая двигателем Р₁ = U I ;

б) полезная мощность на валу двигателя P₂ = M₂  , где р/с, М₂ – Нм ;

в) КПД  = Р₂ / Р₁ .

Таблица 1

Измерено				Вычислено
U	I	M2	n	P1	P2	
B	A	Нм	об/мин	Вт	Вт	--

5. Механические, токовые и характеристики КПД двигателя:

а) естественные: n, I,  = f(M₂ ) при U=const и R_д =0; строятся по данным табл.1.

б) искусственные: n, I,  = f(M₂ ) при U=const и (R_a + R_д) =const – снимаются при введении в цепь якоря двигателя добавочного сопротивления по заданию преподавателя. Первую запись также сделать при наибольшем моменте на валу, затем уменьшить его до значения , при котором частота вращения двигателя будет не более n = 1,5 n_н. Показания записать в табл.2 такой же формы, что и табл.1.

6. Снять и построить регулировочные характеристики двигателя:

а) п = f(U ) при М₂ =const .

Пустить двигатель в ход и установить момент, равный (0,4—-0,5) М_н. Установить при помощи ручки регулятора напряжения «МАШИНА» напряжение на двигателе U_С = 0.5 U_Н . Далее увеличивая напряжение на зажимах двигателя до U_Н, поддерживая М₂ =const, снять 56 замеров. Частота вращения двигателя не должна превышать 1,5 n_н . Показания приборов при всех опытах записать в табл.3.

Таблица 3

N п.п.	U	I	n	M2
	В	А	об/мин	Нм
1,

б) п = f(I_в ) при U =const и М₂ =const .

Для регулирования частоты вращения двигателя способом ослабления магнитного поля машины необходимо пустить двигатель в ход, установить тормозной момент по электромагнитному тормозу, равный (0,7—0,8) М_Н, и поддерживать его на протяжении опыта постоянным. Включить рубильник К_ш , шунтирующий обмотку возбуждения, плавно увеличивать ток шунта от I_ш = 0 до I_ш = 0,25 I_Н. Частота вращения двигателя при наибольшем ослаблении магнитного поля не должна превышать 1,5n_н.

Записать в табл.4 показания приборов при 4—5 замерах.

Ток возбуждения определяется по формуле: I_в = I – I_ш .

Таблица 4

N п.п.	U	I	Iш	М2	n	Iв
	В	А	А	Нм	об/мин	А
1