Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с правилами техники безопасности.

2.Собрать схему опыта Х.Х. трансформатора и после проверки

её преподавателям выполнить опыт Х.Х.

PA1

PW a A

PV1

~U

РНО

TV

PV2

x X

Всего делают не менее 5 замеров, изменяя подводимое

напряжение от 0,5 Uном до 1,15 Uном

Показания измерительных приборов заносят в таблицу.

№

п/п

1

Измерения

Вычисления

сos, φ0

U, (B)

I0, (A)

P , (Bт) U , (В)

0

i0, (%)

К

2

2

3

4

5

Ток Х.Х. в процентах от номинального первичного тока

н

Коэффициент мощности в режиме Х.Х.

Коэффициент трансформации

К

По данным таблицы строим характеристики Х.Х.

На характеристиках отмечают точки соответствующие Uном.

3. Собрать схему опыта к.з. трансформатора и после проверки ее

преподавателем выполнить опыт к.з.

PW A a

PV1

~U

РНО

TV

x

X

Опыт к.з. проводят, изменяя величину тока к.з. от нуля до 1,2I1н.

№

п/п

1

Измерения

I1к, (А)

вычисления

U , (В)

к

Р , (Вт)

к

uк, (%)

сosφк

2

3

4

5

Затем выполняютрасчеты:

Напряжение к.з. в процентах от номинального напряжения

Коэффициент мощности

По данным таблицы строят характеристики к.з.

Iк1·Pк·cos φк=f·(Uк)

4. Используя результаты опытов Х.Х. и к.з. рассчитать и построить

внешние характеристики трансформатора при сosφ =1, сosφ =0,8 (активно-

2

2

индуктивная нагрузка), сosφ =0,8 (активно-емкостная нагрузка).

2

Зависимость напряжения вторичной обмотки трансформатора от

тока нагрузки называется внешней характеристикой трансформатора:

U2=f

(I2)

При любой нагрузки напряжения на клеммах вторичной

обмотки трансформатора:

U2=U20 (0,01ΔU)

где: U20 – напряжения на вторичной обмотки в режиме х.х.,

принимаемое за номинальное напряжение на выходе трансформатора,

В

Δ U –

вторичного

напряжения,

вызываемое

нагрузкой

трансформатора.

Расчёт Δ U ведут по формуле (%):

Δ U=βuк (cos φк·cos φ2+sin φк·sin φ2)

– коэффициент нагрузки

Где:

н

u к – приведённое к рабочей температуре напряжение к.з.

Θ2=75°С

√

к

ка

кр

√

кр

кн

ка

кр √ кн

ка

u'ка=uка · [u+α (Θ2 - Θ1)]

uка=uкн·cos φк

Θ1=20°С – температура окружающей среды, °С

α=0,004

uка=активная

–

температурный

составляющая

коэффициент

напряжения

для

меди.

к.з.

uкр=реактивная составляющая напряжения к.з.

Результаты вычислений заносим в таблицу

β

cos φ2=1

cos φ2=0,8 (инд.)

cos φ2=0,8 (емк.)

ΔU, (%) U2, (B) ΔU, (%) U2, (B) ΔU, (%) U2, (B)

0,25

0,5

0,75

1,0

1,2

По полученным данным строим график U2=f (β)

4. Расчёт зависимости КПД трансформатора от нагрузки

Расчёт ведётся по формуле:

где Sн – номинальная мощность трансформатора, В·А

Коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному

значению КПД.

Результаты вычислений занесем в таблицу

β

0,25

0,50

0,75

1,0

1,2

η

При cos 2=1

При cos 2=0,8

По полученным данным строим график η=f (β)

1.Наименование и цель занятия.

2. Электрическая схема опытов Х.Х. и к.з..

3. Таблицы измерений и вычислений.

4. Формулы для расчетов и рабочие характеристики.

5.Выводы.

6. Письменный ответ на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Почему с увеличением U1 при опыте Х.Х. уменьшается

коэффициент мощности трансформатора?

2. Почему мощность Х.Х. принимают за магнитные потери, а

мощность к.з. за электрические потери?

3. Почему при опыте к.з. ток в первичной обмотке достигает

номинального значения при напряжении в несколько раз меньше

номинального?

4. Почему с ростом напряжения Uк график I1к=f(Uк)

прямолинеен, а график Pк=f(Uк) криволинеен?

5. Почему при нагрузке β>β’ КПД уменьшается?

Список рекомендуемой литературы

М.М.Кацман, «Электрические машины»

А.А. Дайлидко «Электрические машины тягового подвижного

состава».

Лабораторная работа №10

Техническое обслуживание электрической машины

постоянного тока

Цель работы: Ознакомиться с техническим обслуживанием

машин постоянного тока

Оборудование, принадлежности:



Машина постоянного тока

Техническое обслуживание ТО-1 машин постоянного тока про-

изводится в соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей и

инструкцией по техническому обслуживанию.

У машин постоянного тока наибольшего внимания требует кол-

лектор и его щеточный аппарат. Поверхность коллектора всегда

должна быть чистой, красноватого с фиолетовым отливом цвета и

гладко отшлифованной, не иметь царапин, раковин и подгоревших

мест. Скопление на ней металлической и угольной пыли может выз-

вать замыкание между пластинами коллектора, искрение под щет-

ками, что приводит к повышенному их нагреву и разрушению. При

очень сильном искрении дуговые разряды увлекаются коллектором,

образуя так называемый круговой огонь, который, замыкая накоротко

разноименные щетки, повреждает машину. Во время работы

электрических машин необходимо периодически осматривать ще-

точный аппарат. Если появилось искрение под щетками, следует

немедленно принять меры к его устранению. Искрение чаще всего

появляется по следующим причинам: неправильно отрегулирована

сила нажатия щеток на коллектор; марка щеток не соответствует

указанной в технической документации на машину; щетки плохо

притерты или неправильно установлены в щеткодержателях; непра-

вильно установлены щеткодержатели относительно поверхности

коллектора, велико расстояние между обоймой щеткодержателя и

коллектором; выступание миканитовой изоляции между коллектор-

ными пластинами, недопустимо большой износ коллектора;

межвитковое или короткое замыкание витков в одной или нескольких

секциях обмотки якоря, обрыв в обмотке; замыкание между кол-

лекторными пластинами или петушками; частичное или полное

замыкание витков в обмотках главных или дополнительных полюсов;

сдвинута траверса относительно заводской метки, в результате чего

щетки располагаются не по нейтрали.

Щетки, применяемые для электрических машин, подразделяют-

ся на четыре основных класса: угольно-графитные, графитные,

электрографитированные и металлографитные. Для каждой машины,

работающей в определенных условиях, нужно применять щетки

только соответствующих марок, которые подбираются заводом-из-

готовителем. В вагонных электрических машинах в большинстве

случаев применяют электрографитированные щетки, которые обла-

При замене щеток необходимо регулировать их нажатие на кол-

лектор. Номинальное нажатие щетки на коллектор зависит от ее

марки и указывается в технической документации или инструкциях по

обслуживанию электрических машин. Сильное нажатие щетки ведет к

чрезмерному нагреву коллектора и быстрому износу, как коллектора,

так и щеток; слабое нажатие вызывает искрение. Силу нажатия щетки

на коллектор регулируют натяжением или ослаблением пружины

регулировочного устройства щеткодержателя; если оно конструкцией

не предусмотрено, ослабевшие пружины заменяют новыми. По мере

износа щеток сила нажатия щеток на коллектор изменяется от

наибольшего допустимого предела до наименьшего. Силу нажатия

щеток 7 (рис. 1) на коллектор 5 проверяют- динамометром 1 и

регулируют нажатием пружины 3 щеткодержателя при помощи

регулировочного винта 4. Для этого между щеткой и коллектором

прокладывают

полоску

бумаги

6,

за

нажимной

палец

2

щеткодержателя прикрепляют динамометр и одной рукой оттягивают

его по направлению оси щетки, другой рукой слегка тянут бумагу,

силу нажатия щетки на коллектор определяют по показанию

динамометра в момент, когда бумага легко вытягивается из-под

щетки.

Рис. 1. Схема измерения нажатия щеток на коллектор

/ — правильно; // — неправильно

Рис. 2. Притирка щеток

Зазоры между щеткой и обоймой щеткодержателя, а также кол-

лектором и обоймой должны соответствовать данным в технической

документации на электрическую машину. При отсутствии таких

данных зазор между щеткой и обоймой щеткодержателя в осевом

направлении допускается 0,2—0,5 мм, а по направлению вращения

машины — 0,1—0,3 мм. При меньшем зазоре может произойти

заклинивание щетки, а при большем щетка будет смещаться внутри

обоймы, что может служить причиной искрения. Поэтому при

установке щетки необходимо следить, чтобы она свободно

перемещалась в обойме, но не качалась в ней. Зазор между нижним

краем обоймы щеткодержателя и поверхностью коллектора в

зависимости от размеров машины и высоты щеткодержателя должен

изоляция.

Поэтому

коллектор

необходимо

периодически

продороживать, т. е. удалять мпканитовую изоляцию между

пластинами на глубину 0,5—1,0 мм на специальном станке,

оборудованном механической дисковой фрезой, или при помощи

переносной электромеханической фрезы. При загрязнении коллектора

его очищают безворсовыми салфетками или другой ветошью,

смоченной в бензине. При наличии на поверхности коллектора

выработки, рисок, задиров, неглубоких забоин, обгара или других

неровностей глубиной до 0,5 мм ее шлифуют шкуркой с помощью

деревянной колодки, имеющей форму поверхности коллектора. Длина

колодки должна соответствовать длине коллекторных пластин, а

ширина выбирается с таким расчетом, чтобы колодку можно было

свободно вставить между соседними щеткодержателями. Шлифовать

коллектор можно как на холостом ходу машины, соблюдая правила

техники безопасности, так и на токарном станке, прижимая

деревянную околодку с шкуркой к вращающемуся коллектору. Если

неровности поверхности коллектора шлифованием устранить не

удается, то коллектор протачивают на токарном станке. После

протачивания

коллектор

продороживают,

снимают

фаски

коллекторных пластин, шлифуют, притирают щетки, продувают

сжатым воздухом и протирают поверхность салфетками, смоченными

в бензине.

Перед отправлением в рейс электрические машины очищают oт

пыли, грязи, снега; осматривают коллектор, щетки, щеткодержатели,

снимая защитные кожуха, проверяют устройства сохранения

полярности (легкость перебрасывания перекидных траверс за счет

трения щеток о коллектор у генераторов продольного поля,

отсутствие касания гибких поводков щеток и траверс о корпус,

состояние изоляции силовых проводов, кабелей легкоразъемных

соединений; в переходный и зимний периоды года удаляют нако-

пившуюся влагу и образовавшийся конденсат вывертыванием со-

ответствующих пробок внизу корпуса; вскрывают выводные коробки,

очищают в них изоляционную панель и укрепляют ослабшие

электрические контакты.