Наименования

Тип

Технические

данные

Приводной двигатель

Генератор постоянного тока

АК-51/4

П-31

Рн=1,7кВт

Uн=380/220В

Рн=1,5 кВт

Uн=220В

0 – 300 А

0 – 5 А

0 – 1 А

410 Ом

6 х 1 00 Вт

Вольтметр постоянного тока

Амперметр

Миллиамперметр

Реостат ползунковый

Реостат ламповый

М 362

М 340

М 5-2

РПС

Теоретические сведения

Принцип самовозбуждения генератора постоянного тока основан

на том, что магнитная система машины, будучи намагниченной,

сохраняет длительное время небольшой магнитный поток остаточного

магнетизма сердечников полюсов и станины Фост (порядка 2—3% от

полного потока). При вращении якоря поток индуцирует в якорной

обмотке ЭДС Е , под действием которой в обмотке возбуждения

ост

возникает небольшой ток I в.ост. Если МДС обмотки возбуждения

Iв.ОстwB имеет такое же направление, как и поток ф , то она

ост

увеличивает поток главных полюсов. Это, в свою очередь, вызывает

увеличение ЭДС генератора, отчего ток возбуждения вновь

увеличится. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение

генератора не будет уравновешено падением напряжения в цепи

возбуждения, т. е. I r U0 .

B

B

Сопротивление цепи возбуждения, при которой прекращается

самовозбуждение

генератора,

называют

критическим

сопротивлением, (rв.крит ).

Следует отметить, что самовозбуждение генератора возможно

лишь при частоте вращения, превышающей критическую n . Это

кт

условие вытекает из характеристики самовозбуждения генератора

(рис. 1), представляющей собой зависимость напряжения генератора в

режиме х.х. от частоты вращения при неизменном сопротивлении

цепи возбуждения, т. е. U  f (n) при r  const .

0

B

Анализ характеристики самовозбуждения показывает, что при

n  nкр

увеличение

частоты

вращения

якоря

генератора

сопровождается незначительным увеличением напряжения, так как

процесса самовозбуждения нет и появление напряжения на выходе

генератора

обусловлено

лишь

остаточным

намагничиванием

магнитной цепи генератора. Процесс самовозбуждения начинается

при

n  n . В этом случае увеличение частоты вращения

кр

сопровождается резким ростом напряжения U 0. Однако при частоте

вращения, близкой к номинальной, рост напряжения несколько

замедляется, что объясняется магнитным насыщением генератора.

Критическая частота вращения зависит от сопротивления цепи

возбуждения и с ростом последнего увеличивается.

Таким образом, самовозбуждение генераторов постоянного тока

возможно при соблюдении следующих условий: а) магнитная система

машины

должна

обладать

остаточным

магнетизмом;

б)

присоединение обмотки возбуждения должно быть таким, чтобы МДС

обмотки совпадала по направлению с потоком остаточного

магнетизма Ф ; в) сопротивление цепи возбуждения должно быть

ост

меньше критического; г) частота вращения якоря должна быть больше

критической.

Генераторы параллельного возбуждения широко применяют в

установках постоянного тока, так как отсутствие возбудителя выгодно

отличает эти генераторы от генераторов независимого возбуждения.

Номинальное изменение напряжения генератора параллельного

возбуждения [см. (28.9)] составляет 10—30%.

-

HL1÷HL6

PA2

S1

S2

S3

R

-

PA1

H1

H2

ш2

ш1

я2

я1

KM2

G

QF2

-

M

PV

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с правилами техники безопасности .

Собрать электрическую схему и после проверки её

2.

преподавателем выполнить пробный пуск генератора ,проверить

соблюдение условий самовозбуждения ,возможность регулировки и

нагрузке генератора.

3.

Снять

данные

для

построения

характеристике

самовозбуждения генератора.

Характеристика

самовозбуждения

представляет

собой

зависимость напряжения в режиме Х.Х. Uо от частоты вращения n

при неизменном сопротивлении цепи возбуждения rв =const.

U ,(В)

0

Снять данные для построения внешней характеристики

генератора и определить номинальное изменение напряжения при

сбросе нагрузке.

Внешняя характеристика представляет зависимость напряжения

на выходе генератора U от тока нагрузке при неизменных частоте

вращения n = nном и сопротивление цепи возбуждения Rвозб =const.

Номинальное изменение напряжения генератора при сбросе

нагрузке.

Установить напряжение генератора при выключенной нагрузке

Iн = 0 ,затем постепенно увеличивать ток якоря, т.е. число

включенных лампочек.

U,(B)

Ia,(A)

Содержание отчета

1.Наименование и цель занятия.

2.Электрическая схема.

3. 2-таблицы и 2- характеристики.

4.Выводы.

5.Письменный ответ на вопросы.

Контрольные вопросы

1.Каковы условия ,необходимые для процесса самовозбуждения

генератора?

2.Что представляет собой характеристика самовозбуждения, что

такое критическая частота вращения?

3.Как определяется критическое сопротивления Rв.крит?

Список рекомендуемой литературы

М.М.Кацман, «Электрические машины»

Лабораторная работа №3

Испытание двигателя с параллельным возбуждением

Цель работы: Изучить устройство двигателя параллельного

возбуждения и приобрести практические навыки в сборке схемы при

опытном исследовании двигателя для получения данных его основных

характеристик

Оборудование, принадлежности:

Наименование

Тип

П-21

П-21

Технические данные

Рн =0,8кВт

U=220В

Двигатель постоянного тока

Генератор постоянного тока

Пусковой реостат

РП-2511 10 А

Ползунковый реостат

РПС

410 Ом

Ламповый реостат

6 х 100 Вт

0 -1 А

0 – 450 В

0 – 10 А

0 – 3 В

0 – 250 В

0 – 500 mA

3 А

Амперметр постоянного тока

Вольтметр постоянного тока

Амперметр постоянного тока

Амперметр постоянного тока

Вольтметр постоянного тока

М362

М367

М362

М362

М367

Миллиамперметр постоянного тока М5-2

Автоматический выключатель

ПНР

Теоретические сведения

Характерной особенностью этого двигателя является то, что ток

в обмотке возбуждения (ОВ) не зависит от тока нагрузки (тока якоря).

Реостат в цепи возбуждения rрг служит для регулирования тока в

обмотке возбуждения и магнитного потока главных полюсов.

Эксплуатационные свойства двигателя определяются его ра-

бочими характеристиками, под которыми понимают зависимость

частоты вращения n, тока I, полезного момента M , вращающего

2

момента M от мощности на валу двигателя Р при U  const и I  const

2

В

(рис. 1).

Для анализа зависимости и n  f (P ), которую обычно называют

2

скоростной характеристикой, обратимся к формуле (1), из которой

видно, что при неизменном напряжении U на частоту вращения

возбуждения Ф. При увеличении нагрузки уменьшается числитель

(U  I r), при этом вследствие реакции якоря уменьшается и

a

знаменатель Ф. Обычно ослабление потока, вызванное реакцией

якоря, невелико и первый фактор влияет на частоту вращения

сильнее, чем второй. В итоге частота вращения двигателя с ростом

нагрузки Р уменьшается, а график n  f (P ) приобретает падающий

2

2

вид с небольшой выпуклостью, обращенной к оси абсцисс. Если же

реакция якоря в двигателе сопровождается более значительным

ослаблением потока Ф, то частота вращения с увеличением нагрузки

будет возрастать, как это показано штриховой кривой на рис. 1.

Однако такая зависимость n  f (P ) является нежелательной, так как

2

она, как правило, не удовлетворяет условию устойчивой работы

двигателя: с ростом нагрузки на двигатель возрастает частота

вращения, что ведет к дополнительному росту нагрузки и т. д., т. е.

частота вращения n двигателя неограниченно увеличивается и

двигатель идет «в разнос». Чтобы обеспечить характеристике частоты

вращения форму падающей кривой, в некоторых двигателях

параллельного возбуждения применяют легкую (с небольшим числом

витков) последовательную обмотку возбуждения, которую называют

стабилизирующей обмоткой. При включении этой обмотки

согласованно с параллельной обмоткой возбуждения ее МДС

компенсирует размагничивающее действие реакции якоря так, что

поток Ф во всем диапазоне нагрузок остается практически

неизменным.

Рис. 1. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения

Зависимость полезного момента M 2 от нагрузки установлена

формулой M  9,55P / n. При n  const график M  f (P ) имел бы вид

2

2

2

2

снижается, и поэтому зависимость M  f (P ) криволинейна.

2

2

Схема испытания

+ - =220

HL1÷HL6

PV1

QF1

S1

1

2

PA4

Л1

Л2

PA3

R2

- S2

ПР

+

Я

Ш

PA1

H1

H2

PA2

S3

R1

G

ш1

ш2

QF2

М

PV2

+

-

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с правилами техники безопасности .

2.Собрать электрическую схему ,и после проверки ее

преподавателям произвести пробный пуск двигателя.

3.Снять данные для построения регулировочной характеристике

двигатель в режиме Х.Х..

Регулировочная характеристика двигатель – это зависимость

частоты вращения n от тока возбуждения Iв, n = f(Iв) при I = const и

U=const

Измерить частоту вращения при полном возбуждении Iв=0,25А,

затем при помощи реостата уменьшать ток возбуждения .

Iв,А

n, об.мин