3 Содержание отчёта

3.1 Вычертить схемы опытов и заполнить таблицы.

3.2 Построить характеристику холостого хода генератора параллельного возбуждения.

3.3 Построить регулировочную характеристику генератора параллельного возбуждения.

3.4 Построить внешние характеристики генераторов параллельного и смешанного возбуждения при возрастающей и убывающей нагрузках.

3.5 Определить процентное изменение напряжения генераторов независимого, параллельного и смешанного возбуждения при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода.

4 Вопросы для подготовки к зачёту

4.1 Устройство и принцип действия генератора постоянного тока.

4.2 Почему характеристика холостого хода нелинейная?

4.3 Каковы условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения?

4.4 Как возбудить генератор параллельного возбуждения при отсутствии потока остаточного намагничивания?

4.5 Что называется регулировочной и внешней характеристиками генератора и как их получают опытным путем?

4.6 Что называется реакцией якоря и каковы ее виды?

4.7 Как влияет на характеристики генератора положение щеток на коллекторе относительно геометрической нейтрали?

4.8 Какие причины вызывают изменение напряжения генераторов при изменении нагрузки?

4.9 Куда смещают щетки генератора с геометрической нейтрали для улучшения коммутации?

4.10 В каких случаях применяют генераторы смешанного возбуждения?

4.11 Каково назначение последовательной обмотки возбуждения у генератора смешанного возбуждения?

4.12 Как проверить согласованность включения обмоток возбуждения у генератора смешанного возбуждения?

4.13 Какая обмотка возбуждения у генератора смешанного возбуждения имеет большее сопротивление?

Двигатели постоянного тока параллельного и смешанного возбуждения

Цель работы: изучить способы пуска в ход и изменения направления вращения двигателей; снять, изучить и проанализировать их характеристики.

1 Программа работы

1.1 Ознакомиться с паспортными данными, пускорегулирующей аппаратурой и измерительными приборами.

1.2 Собрать схему двигателя параллельного возбуждения, осуществить пуск, изменить направление его вращения (осуществить реверс).

1.3 Снять механическую характеристику двигателя параллельного возбуждения.

1.4 Снять регулировочные характеристики двигателя параллельного возбуждения.

1.5 Собрать схему двигателя смешанного возбуждения и проверить согласованность включения обмоток возбуждения.

1.6 Снять механическую характеристику двигателя постоянного тока смешанного возбуждения при согласованном включении обмоток возбуждения.

2 Методика выполнения работы

1.1 Записать паспортные данные двигателя и выбрать пускорегулирующие реостаты.

1.2 Собрать схему испытания двигателя параллельного возбуждения по рис. 2, осуществить его пуск и реверс (изменение направления вращения). Для исключения значительных бросков тока в якорной цепи при пуске двигателя используется пусковой реостат . Сопротивление в цепи якоря применяют для поддержания постоянного напряжения на зажимах якоря или для регулирования этого напряжения.

Рисунок 2 – Схема испытания двигателя параллельного возбуждения

В цепи обмотки параллельного возбуждения (Ш1-Ш2) включено сопротивление , с помощью которого поддерживают ток возбуждения постоянным или изменяют его с целью регулирования частоты вращения. При пуске двигателя в ход сопротивление должно быть полностью выведено.

2.3 При пуске двигателя параллельного возбуждения все реостаты ставят в пусковое положение. Пусковой реостат ставят в положение рукоятки «стоп», в цепи якоря сопротивление для облегчения пуска вводят полностью.

В цепи возбуждения сопротивление полностью выводят. В этом случае обмотка возбуждения Ш1-Ш2 подключена на полное напряжение сети, пуск двигателя осуществляют при наибольшем магнитном потоке. Благодаря этому обеспечивается достаточный пусковой момент двигателя при ограниченном пусковом токе якоря.

Если осуществить пуск двигателя при введенном сопротивлении , то ослабленный магнитный поток обусловит затяжной пуск, а по окончании пуска частота вращения может оказаться недопустимо большой (по механической прочности ротора) в соответствии с выражением

.

2.3 Изменение направления вращения двигателя (реверс) осуществляют изменением направления тока в цепи якоря или в обмотке возбуждения (вспомните правило левой руки). При частых реверсах производят изменение направления тока в якорной цепи, а изменение направления тока в шунтовой обмотке не производят из-за ее большой индуктивности. Кроме того, при переключении в цепи возбуждения работающего двигателя возможна потеря возбуждения, что может привести к резкому увеличению частоты вращения двигателя до опасных значений («разнос»). При обесточенном двигателе оба способа реверсирования равноценны.

2.5 Механическую характеристику при и снимают, начиная с холостого хода (М = 0), нагружая двигатель с помощью электромагнитного тормоза до .

Результаты 5...6 замеров заносят в табл. 4.

Таблица 4

Из аналитического выражения механической характеристики

видно, что естественная характеристика (при , , ) является прямолинейной и имеет небольшой наклон (из-за малого значения ) к оси абсцисс, т.е. является «жесткой».

2.6 Регулировочные характеристики – это зависимость частоты вращения от напряжения или частоты вращения двигателя от тока возбуждения при постоянном моменте сопротивления на валу двигателя .

Результаты 4...5 измерений занести в табл. 5.

Таблица 5

Условия

Если пренебречь влиянием поперечной реакции якоря, то при постоянном токе возбуждения магнитный поток остается также постоянным. С уменьшением напряжения на якоре уменьшается частота вращения и, следовательно, уменьшаются механические потери, потери мощности в стали, уменьшается и момент холостого хода . Поэтому для сохранения постоянного момента на валу ток якоря необходимо уменьшить. Так как магнитный поток можно считать практически постоянным, а ток якоря изменяется незначительно, то зависимость частоты вращения от напряжения практически прямолинейна.

Вид характеристики обусловливается обратно пропорциональной зависимостью частоты вращения от магнитного потока. При уменьшении тока возбуждения частота вращения растет. При ток якоря увеличивается.

2.7 Двигатель смешанного возбуждения испытывают по схеме рис. 3. Пуск двигателя аналогичен пуску двигателя параллельного возбуждения.

Для изменения направления вращения двигателя смешанного возбуждения изменяют направление тока в обмотке якоря или в обеих обмотках возбуждения.

Согласованность включения обмоток возбуждения проверяют следующим образом. При номинальном напряжении и токе возбуждения параллельной обмотки возбуждения Ш1-Ш2 нагружают двигатель до и замеряют частоту вращения. Затем двигатель отключают от сети и меняют местами провода, подходящие к последовательной обмотке возбуждения С1 и С2; пускают двигатель в ход, нагружают его и при том же токе нагрузки замеряют частоту вращения. Меньшее значение частоты вращения (из двух замеров) соответствует согласованному включению обмоток возбуждения.

Рисунок 3 – Схема испытания двигателя смешанного возбуждения

Снять механическую характеристику двигателя смешанного возбуждения при согласном включении обмоток возбуждения. Результаты 5...6 измерений занести в таблицу, аналогичную табл. 4.

Двигатель смешанного возбуждения имеет характеристики, несколько отличающиеся от характеристик двигателя параллельного возбуждения.

Вращающий момент двигателя смешанного возбуждения при увеличении тока якоря возрастает в большей мере, чем двигателя параллельного возбуждения, т.к. с увеличением тока якоря возрастает и магнитный поток машины.

Механическая характеристика двигателя смешанного возбуждения является более крутопадающей («мягкой») также из-за увеличения магнитного потока.

В двигателях смешанного возбуждения иногда применяют встречное включение обмоток возбуждения. При этом последовательную обмотку проектируют так, что при изменении нагрузки на валу двигателя частота его вращения остается практически неизменной. Особенностью пуска в ход двигателя смешанного возбуждения при встречном включении обмоток возбуждения является шунтирование последовательной обмотки возбуждения на период пуска.