Обработка результатов измерений и анализ эксперимента

1. По данным опытов 3 и 5 порядка проведения работы построить в одной системе координат в относительных единицах внешние характеристики генераторов и их общую зависимость . Перерасчет полученных величин в относительные приведено в табл. 5.1.

2. Оценить параллельную работу генераторов в режиме внешних характеристик (рис.5.2). Для равномерного распределения нагрузки между генераторами необходимо, чтобы генераторы одинаковой мощности имели одинаковые внешние характеристики. В противоположном случае генератор с более жесткой характеристикой берет на себя больший ток нагрузки, чем генератор с более мягкой внешней характеристикой.

Если генераторы разной мощности, то для распределения нагрузки пропорционально их мощностям необходимо, чтобы совпадали их внение характеристики в относительных единицах.

Контрольные вопросы

1. Какая цель включения генераторов на параллельную работу?

2. Какие условия необходимо выполнять при включении генераторов на параллельную работу?

3. Как определяется одинаковость полярности генераторов?

4. Как осуществляется перевод нагрузки с одного генератора на другой?

5. Как изменить нагрузку генератора, не изменяя величину тока возбуждения?

6. Чем отличается режим двигателя от режима генератора?

В отчете представить

1. Характеристики исследуемых машин с обозначением паспортных данных.

2. Условия включения генераторов на параллельную работу..

3. Схемы испытаний.

4. Таблицы данных испытаний и графики внешних характеристик

5. Письменные ответы на вопросы 1, 3, 5, 6.

Лабораторная работа №6 Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Цель работы – изучить методы исследования двигателя постоянного тока параллельного возбуждения для получения рабочих характеристик, а также исследовать пусковые свойства двигателя.

Оборудование и приборы

Машина постоянного тока типа П или ПН, асинхронный двигатель типа АО, МТ, АК, тахогенератор типа ЭТ-7, реостат на 10-20А, амперметр магнитоэлектрической системы на І-2А, амперметр магнитоэлектрической системы на 10-20А, вольтметр магнитоэлектрической системы на 250В, вольтметр тахогенератора.

Содержание работы

1. Изучить паспорт двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

2. Осуществить пуск двигателя и его реверс.

3. Снять рабочие характеристики двигателя – зависимости частоты вращения n, тока якоря І_а, подведенной мощности Р₁, вращающего момента М и коэффициента полезного действия η от мощности на валу Р₂, иначе говоря n, І_а, Р₁, М₂, при .

4. Выполнить необходимые расчеты и построить графики рабочих характеристик двигателя.

5. Определить кратность пускового тока как отношение к номинальному при прямом включении двигателя.

Порядок выполнения работы

1. Записать паспорт двигателя постоянного тока.

2. Собрать схему по рис. 6.1.

3. Установить пусковой реостат ОР в исходное положение, повернув его рукоятку против стрелки.

4. Провести пуск и реверсирование двигателей без нагрузки. В лабораторных условиях пуск двигателя осуществляется с помощью пускового реостата R2 (однофазный реостат), включенного в цепь якоря. Его основное назначение — уменьшить величину пускового тока и динамические перегрузки в машине. Ток якоря определяется по формуле

,

при пуске E_a = C_e·Ф_··n = 0, потому что n=0.

Отсюда вытекает, что пусковой ток якоря в большой мере будет определяться величиной . Если при осуществлении пуска машины не будет включен добавочный реостат в цепь якоря, пусковой ток во много раз превышать номинальную величину, указанную в паспорте машины, а это, в свою очередь, приведет к сильному искрению на коллекторе и динамическим перегрузкам в машине, потому что к якорю будет приложен большой пусковой момент M_n=C_M·Ф_··I_ап. В итоге все эти факторы приводят к быстрому износу машины, а иногда и к выходу ее из строя. Поэтому перед пуском двигателя требуется особое внимание уделить положению рукоятки пускового реостата R2. Ее необходимо повернуть против стрелки, установив таким образом его наибольшее сопротивление.

После подачи питания на обмотку возбуждения с помощью автомата АП (рис. 6.1) пуск машины осуществляется постепенным поворотом рукоятки реостата R2 по стрелке. При этом величина сопротивления добавочного реостата в цепи якоря уменьшается и двигатель разгоняется до частоты врашения, которая может быть определена по формуле:

.

Для изменения направления вращения (реверса) двигателя, как это видно из предыдущей формулы, необходимо изменить направление тока или в обмотке возбуждения, или в обмотке якоря. Более желанным является второй способ, потому что переходные процессы при этом проходят быстрее.

5. Снятие рабочих характеристик (рис. 6.2). Рабочие характеристики снимаются так: двигатель пускается в ход и нагружается до тока I_a=I_ан, одновременно с помощью реостата в цепи возбуждения стараются получить номинальную частоту вращения, соответствующий этим условиям ток возбуждения называется номинальным, при котором и снимаются характеристики. Для нагрузки двигателя необходимо приложить на его валу тормозной момент. Это можно осуществить с помощью асинхронной машины, которая находится в соосному механическом соединении с двигателем постоянного тока, или маятникового индукционного тормоза.

В первом случае используют режим динамческого торможения, который широко применяется на практике при эксплуатации электропривода с асинхронными двигателями [7]. При этом в обмотку статора подают постоянный ток, силу которого можно регулировать. В машине возбуждается постоянное магнитное поле, которое наводит в обмотке ротора ЭДС. В замкнутой накоротко или на некоторый реостат обмотке ротора протекает ток, который при взаимодействии с неподвижным магнитным потоком создает электромагнитный тормозной момент (рис. 6.3). Увеличивая ток возбуждения, стараются получить увеличение тормозного момента . В машинах з фазным ротором больший тормозной момент можно создавать путем введения в цепь обмотки ротора добавочного активного сопротивления. Для того, чтобы при некотором неизменном токе возбуждения получить наибольшую МДС, необходимо использовать схему включения обмоток, изображенную на рис. 6.4 [7]. Частота n вращения двигателя определяется с помощью тахогенератора, к зажимам которого подключен вольтметр V_ТG.

Рисунок 6.1 — Схема исследования двигателя под нагрузкой

Рисунок 6.2 — Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения

Р исунок 6.3 — Вид механических характеристик динамического торможения (I_В2 >I_В1)

а) б)

Рисунок 6.4 — Схема рационального подключения статорной обмотки асинхронной машины (а – принципиальная, б – монтажная)

Константу тахогенератора С_ТG, можно определить, сделав холостой пуск асинхронного двигателя. Последний при холостому ходе развивает частоту вращения, близкую к синхронной. Поэтому .