4. План выполнения работы.

1.Ознакомиться с оборудованием рабочего места, уяснить его назначение и заполнить таблицы №1, 2.

Таблица 1. - Паспортные данные двигателя.

№ п/п	Наименование оборудования	Типоразмер	Заводс-кой номер	Рн кВт	Uн В	Iн А	nн об/мин	 %	Примечание

Таблица 2. - Технические данные приборов

№ п/п	Наименование оборудования	Тип	Заводс-кой номер	Класс точности	Предел измер-я	Род тока	В какой цепи включен	Прим.

2. Путём внешнего осмотра и частичной разборки электродвигателя, а так же по плакатам ознакомиться с конструкцией и назначением отдельных частей электродвигателя.

3. Проверить механическую часть путём внешнего обследования двигателя. При этом необходимо установить следующее:

а)степень загрязнённости двигателя;

б)наличие трещин в корпусе, подшипниковых щитах, шкивах или муфте, в местах крепления двигателя;

в) состояние шпоночной канавки и шпонки;

г) состояние всех болтовых соединений;

д) состояное подшипников (путём провертывания вала двигателя от руки).Удовлетворительное состояние характеризуется свободным проворачиванием вала и отсутствием различных заеданий якоря.Указанный метод рекомендуется для двигателей малой и средней мощности;

е) состояние коллекторами щёткодержателей (отсутствие неровности на его поверхности или наличие выступающих пластин и миканита);

и) плотность прилегания щёток (определяется путём осмотра и прощупывания). Коллектор должен быть чистым и иметь блестящую поверхность тёмного цвета. Загрязнение и замасливание его нарушает нормальный контакт коллектора со щёткой, что создаёт искрение и перегрев коллектора. загрязянённый коллектор промывают спиртом или бензином и насухо протирают. Щётки должны плотно прилегать к коллектору всей рабочей поверхностью. Для проверки нужно вынуть из гнезда щётку и осмотреть её рабочую поверхность. Если след трения занимает незначительную часть рабочей поверхности, щётку необходимо притереть к коллектору. Необходимо проверить исправность пружины, прижимающей щётку к коллектору.

4. Проверить электрическую часть двигателя и установить:

а) состояние надёжности контактов в местах соединения выводов обмоток к клеммному щитку и с питающей сетью;

б) состояние и правильность положений рукояток реостатов;

в) отсутствие обрыва обмоток. Определяется при помощи контрольной лампы, вольтметром или мегаомметром. Схема проверки обрыва составляется студентом самостоятельно. В случае обрыва контрольная лампа, включенная последовательно с проверяемым участком, не горит, мегаомметр покажет сопротивление, близкое к бесконечности, а вольтметр напряжение, равное нулю. Если контрольная лампа горит, а вольтметр показывает какую-то величину напряжения, то обрыва в обмотке нет. Мегаомметр при этом покажет сопротивление, близкое к нулю;

г) отсутствие замыкания обмоток на корпус;

д) сопротивление изоляции между обмотками и между каждой обмоткой и корпусом проверяется только мегаомметром с напряжением 1 кВ. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм при температуре 10-30 град.;

Таблица 3. - Проверка механичекой части двигателя.

№ п/п	Этапы работ проверки механической части электродвигателя	Результаты проверки
а	степень загрязнённости двигателя
б	наличие трещин в корпусе, подшипниковых щитах, шкивах или муфте, в местах крепления двигателя
в	состояние шпоночной канавки и шпонки
г	состояние всех болтовых соединений
д	состояное подшипников
е	состояние коллекторами щёткодержателей
и	плотность прилегания щёток

Таблица 4. - Проверка электрической части двигателя.

№ п/п	Этапы работ проверки электрической части электродвигателя	Результаты проверки
а	состояние надёжности контактов в местах соединения выводов обмоток к клеммному щитку и с питающей сетью;
б	Состояние и правильность положений рукояток реостатов
в	Отсутствие обрыва обмоток: С1 - С2 Я1 - Д2 Ш1 - Ш2
г	Отсутствие замыкания обмоток на корпус: С1 - К Я1 - К Ш1 - К
д	Сопротивление изоляции между обмотками и между каждой обмоткой и корпусом Rиз.: С1-Ш1; Ш1-Я1; С1-Я1; С1-К; Ш1-К; Я1-К

5. Определить выводы обмоток машин.

Определение производится по величине сопротивления этих обмоток с помощью омметра, мегаомметра или контрольной лампы. Сопротивление параллельной обмотки возбуждения имеет величину порядка 100...500 Ом. Сопротивление цепи якоря и последовательной обмотки возбуждения - доли Ома.

Клеммы якорной обмотки можно отличить от клемм последовательной обмотки следующим образом:

один конец контрольной лампы или мегаомметра присоединяют к щётке, а другой конец поочерёдно к выводным концам обмоток на клеммной доске. Когда контрольная лампа загорится, а мегаомметр покажет сопротивление, равное нулю, то найденные выводные клеммы принадлежат к якорной цепи.

6. Определить сопротивления пускового и тормозного реостатов для двигателей постоянного тока по формуле:

Rп = ; Rш = Rп

Если Rя неизвестно, то его можно определить из выражения

Регулировочный реостат включается последовательно в цепь обмотки возбуждения, служит для изменения тока возбуждения. Сопротивление регулировочного реостата обычно выбирают из условия, что

Rp=(12)Rов

где Rр - сопротивление регулировочного реостата

Rов - сопротивление параллельной обмотки возбуждения.

Необходимо помнить, что выбранные реостаты должны быть выбраны и рассчитаны на соответствующие токи цепи якоря и шунтовой обмотки возбуждения, иначе они могут выйти из строя в результате протекания по ним чрезмерных токов.

7. Собрать электрическую схему (рис. 2) установить реостаты Rп и Rр в исходное положение (см. Примечание) и предъявить её для проверки преподавателю. После проверки произвести пуск электродвигателя.

Р ис. 2. Электрическая схема включения электродвигателей постоянного тока

Примечание:

В первый момент пуска якорь электродвигателя неподвижен (ɷ=0) и ЭДС якоря равна нулю: Е=С_еФ. Так как сопротивление якоря по соображениям потерь энергии и падения напряжения в обмотке якоря выполняется малым по величине, то как видно из равенства:

(А)

ток якоря в момент пуска получается большим, равным 1050 кратному от номинального.

Для того, чтобы ограничить величину пускового тока, последовательно с обмоткой якоря и вводится пусковой реостат (Rп, как это показано на схеме рис. 2), который перед включением двигателя в сеть должен быть полностью введён. Обычно сопротивление реостата рассчитывается таким образом, чтобы Iпуск=(1,52,5)Iн. По мере возрастания скорости вращения возрастает противоЭДС, ток уменьшается и пусковой реостат (Rп) постепенно выводят с такой скоростью, чтобы небыло слишком больших бросков тока, следя за показаниями амперметра. По окончанию пуска пусковой реостат должен быть совершенно выведен, так как он рассчитан на кратковременную работу.

Регулировочный реостат (Rр) в цепи обмотки возбуждения при пуске должен быть выведен , чтобы магнитный поток при пуске был максимальным. В этом случае необходимый вращающий момент, согласно формуле М=СмIяФ может быть создан при относительно небольшом пусковом токе в обмотке якоря. При малом магнитном потоке скорость двигателя по окончании пуска может оказаться недопустимо большой:

Исправный двигатель работает, издавая слабый шум. В случае возникновения ненормального шума необходимо электродвигатель отключить от сети и выяснить причины. Следует обратить внимание на искрение щёток. При работе вхолостую искрения щёток не должно быть. Остановку двигателя производят отключением питающей сети.

8. Запустить двигатель. Подать напряжение на тормозное устройство. Произвести замеры нескольких точек естественной и искусственной механических характеристик. Результаты занести в таблицу № 5.

Таблица 5. - Механические характеристики двигателя.

Есстественная - по паспортным данным (расчет)		Есстественная - эксперимент		Искуственная при изменении Rд
, рад/с	М, Нм	, рад/с	М, Нм	, рад/с	М, Нм

8. Путём внешнего осмотра и по электрическим схемам ознакомиться с конструкцией штатного пускового реостата, выпускаемых нашей промышленностью для машин постоянного тока. Записать его паспортные данные в таблицу 2. Определить количество переключаемых ступеней реостатов и уяснить назначение отдельных его элементов.

Все современные пусковые реостаты изготавливаются с контактором постоянного тока, который исключает повторное включение двигателей при исчезновении или снижении напряжения в питающей сети, т.е. осуществляет нулевую защиту электродвигателей постоянного тока. Кроме того наличие контактора постоянного тока исключает возможность включения электродвигателя при выведенном сопротивлении пускового реостата. Таким образом осуществляется блокировка неправильных действий оператора.

Разобраться по схеме, как это происходит и объяснить.

9. Собрать электрическую схему включения электродвигателя постоянного тока в сеть с использованием штатного пускового реостата, изображённую на рис. 3, поставить рукоятки пускового и регулировочного реостатов в исходное перед пуском положение. Предъявить схему для проверки преподавателю.

Примечание: Исходное положение рычага пускового реостата - “Стоп”. После включения питания перемещают рычаг пускового реостата по направлению стрелки “Ход”. Как только подвижный контакт рычага реостата соединит контакт 3 с пластиной 1, произойдёт включение контактора К по следующей цепи (см. рис. 3).

Через катушку контактора К проходит по создавшейся цепи ток, сердечник катушки притягивает к себе якорь, в результате чего замыкаются контакты контактора К, замыкающие собой цепь якоря двигателя при полностью введённом сопротивлении пускового реостата. Одновременно замыкается цепь обмотки возбуждения по цепи: клемма сети “Плюс”--контакт контактора К-- клемма Ш пускового реостата — обмотка возбуждения двигателя Ш1 Ш2-регулировочный реостат Кр -клемма сети “Минус”. Таким образом, двигатель включается в работу при полностью введенном сопротивлении пускового реостата.

При дальнейшем перемещении рукоятки пускового реостата происходит постепенное замыкание сопротивлений ступеней реостата и в конце пуска, пускового сопротивления полностью выводится.

При переводе рычага пускового реостата вправо на пластину 1 в цепь катушки контактора включается сопротивление СЭ. Оно ограничивает рабочий ток катушки во время работы, уменьшая его величину так, чтобы лишь удержать якорь контактора в рабочем положении. Для удержания якоря величина тока нужна меньшая, чем для приведения его в рабочее положение. По этой причине во время включения контактора ток через катушку происходит без ограничивающего сопротивления, а во время работы оно вводится для уменьшения тока , достаточного , чтобы удержать якорь в рабочем положении . Этим самым достигается экономия электроэнергии и сопротивление называется экономическим .

Штатный пусковой реостат предохраняет работающий двигатель от аварии при внезапном исчезновении напряжения в сети и повторном его появлении. Для повторного пуска двигателя необходимо повернуть рукоятку пускового реостата влево до отказа, т.е. перевести в исходное положение.

Остановить работающий двигатель можно или дистанционно - с помощью кнопки SBI “Стоп”, или непосредственно повтором пускового реостата влево в исходное положение. При неглубоком нажатии кнопки SBI “Стоп” происходит обесточивание катушки контактора К отключение цепей двигателя от сети и двигатель останавливается естественным путем ( без искусственного торможения).

При более глубоком нажатии кнопки SBI “Пуск” запитывается катушка контактора KMI и будет происходить электрическое торможение якоря двигателя.

При первом положении тумблера SAI осуществляется торможение противовключением, а при втором положении - торможение динамическое. Как только двигатель остановился, кнопку SBI следует немедленно отпустить.

10. Определить возможность и пределы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока при помощи регулировочного и штатного пускового реостатов. Пустить в ход двигатель постоянного тока и при помощи тахометра измерить частоту вращения холостого хода двигателя:

1.Номинальную n_н - при выведенных реостатах Rп и Rр

2.Минимальную n_min - при введенном Rп и выведенном Rр

3 Максимальную n_max- при выведенном Rп и введенном Rр

Данные измерений записать в таблицу 5.

Таблица 5. - Определение диапазона регулирования.

Способ регулирования	Частота вращения, об/мин			Диапазон регулирования
	nmin	nmax	nном	D= nmax /nmin
Rд
Rр

11.Изменить направление вращения двигателя постоянного тока. Изменение направления вращения достигается изменением направления тока либо в обмотке якоря, либо в обмотке возбуждения. Необходимо помнить, что для сохранения взаимодействия магнитных потоков обмоток возбуждения при изменении направления тока в обмотке возбуждения - параллельной, необходимо изменить так же направление тока в обмотке возбуждения последовательной, чтобы после реверса сохранить механические свойства двигателя без изменения.

Те же замечания относятся к случаю изменения тока якоря, чтобы изменить направление вращения. В этом случае необходимо оставить направление тока в последовательной обмотке прежним, а изменить направление тока только обмотки якоря.

12. Построить механические характеристики.

13. Сделать выводы о проведенных исследованиях.

«+» клемма сети "Плюс", «-» клемма пускового реостата;

Л1 - контакт реостата 3; I - контактная пластина;

II - контактная пластина; Л2 - клемма пускового реостата;

Я - контакт подсоединения якоря; Ш - клемма подключения

Шунтовой обмотки.

Рис. 3. Схема управления ДПТ при помощи пускового устройства

6.Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Порядок проведения исследований.

3.Схемы проведения экспериментов.

4.Необходимые формулы и расчеты, графики.

5.Вывод о проведенных исследованиях.

7. Литература

1.Епифанов А.П. и др. Электропривод. Учебник/ Под редакцией А.П. Епифанова. – СПб.: Издательство «Лань», 2012. – 400с., ил./ с.52 – 91.

2. Назаров Г. И. и др. Электропривод и применение электрической энергии в сельском хозяйстве. - М.: 1972, с. 25-44.

3. Электрооборудование животноводческих предприятий и автоматизация производственных процессов в животноводстве под редакцией проф. Кудрявцева И. Ф., 1979, с. 94-106.

4. Касаткин А. С. , Немцов М. В. Электротехника, - М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 320-332.

5. Электрооборудование и средства автоматизации. Электронное пособие в Модул.

8. Контрольные вопросы

1. Объясните устройство, принцип действия и назначение отдельных частей машины постоянного тока.

2. Почему ток якоря при пуске двигателя значительно превышает номинальное значение?

3. Какими способами производится регулирование частоты вращения?

4. По каким признакам можно отличить искусственные механические характеристики, полученные: изменением напряжения питания, изменением сопротивления цепи якоря, изменением магнитного потока.

5. Каковы эксплуатационные отличия двигателей постоянного тока параллельного, последовательного и смешанного возбуждения? Каковы их механические характеристики?

6. На основе каких основных критериев можно сделать заключение о пригодности машины к эксплуатации?

7. Как определить и замаркировать выводы цепей машины постоянного тока, если заводская маркировка отсутствует.

8. Объясните устройство и назначение отдельных элементов штатного пускового реостата. Какие преимущества даёт применение штатного пускового реостата?

9. Как определить, согласно или встречно включены обмотки возбуждения машины постоянного тока смешанного возбуждения?

10. Какие виды электрического торможения используются в машинах постоянного тока?

11. Каким образом осуществляется перемена направления вращения электродвигателей постоянного тока?

12. Как влияет на механические характеристики перемена полярности одной из обмоток возбуждения двигателя смешанного возбуждения?

13. Напишите уравнение механической характеристики для двигателя и дайте ему физическое использование.

14. Чем опасен обрыв обмотки возбуждения у двигателей постоянного тока

Лабораторная работа №2

Подготовка к пуску и пуск асинхронных

электродвигателей