Лабораторная работа № 8 определение Коэффициента полезного действия машин постоянного тока методом возвратной работы

Цель работы: изучение теоретически и освоение практически наиболее распространенного косвенного метода определения кпд машин постоянного тока любой мощности.

8.1. Содержание работы

Суть метода возвратной работы заключается в том, что две однотипные машины одинаковой мощности связаны между собой механически и электрически, причем одна из них работает двигателем, а другая – генератором парал­лельно с сетью. Генератор возвращает в сеть энергию, потребляемую двигателем из сети, за исключением суммарных потерь в обеих машинах, т. е. из сети потребляется только мощность, затрачиваемая на компенса­цию суммарных потерь мощности в агрегате.

Таким образом, задача по определению кпд сводится к измерению величины мощности, потребляемой из сети агрегатом. Половина этой мощности и есть суммарные потери в одной машине. Зная эти потери, легко рассчитать кпд машины по выражениям:

или ,

где – суммарные потери мощности в машине; – потребляемая мощность; – полезная мощность.

Первым выражением удобно пользоваться при определении кпд дви­гателей, а вторым – генераторов.

Метод возвратной работы особенно удобно применять тогда, когда ис­пытываются машины большой мощности. В этом случае нет необходимости иметь мощную сеть, а также механические тормозные устройства, рассчитанные на полную мощность машины, при испытании ее в режиме двигателя или же большие нагрузочные реостаты при испыта­нии машины в режиме генератора, что практически не всегда можно и осуществить. Кроме того, прямое испытание машин связано со значитель­ным расходом электроэнергии.

8.2. Порядок выполнения работы

1. Собрать монтажную схему испытания машины методом возвратной ра­боты согласно принципиальной схеме, приведенной на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема опыта определения кпд машины методом возвратной работы

2. Пустить двигатель в ход, возбудить генератор и включить его на па­раллельную работу с сетью, для чего необходимо выполнить сле­дующие условия:

а) уравнять напряжения генератора и сети, что проверяется по показа­ниям вольтметров, включенных на зажимы генератора и двигателя (сети);

б) проверить соответствие полярности генератора полярности сети. Проверка производится с помощью вольт­метра, включенного на зажимы ключа , при выполненном вышеназванном условии. Вольтметр должен быть рассчитан на двойное напряжение сети. Если по­лярность сети и генератора одинакова, стрелка вольтметра останется на нуле, а если полярность различна, то вольтметр покажет удвоенное на­пряжение сети.

3. Провести испытание двигателя по методу возвратной работы. Для этого нужно постепенно увеличивать ток возбуждения генератора до пол­ной загрузки двигателя. Скорость вращения двигателя при этом следует поддерживать постоянной путем изменения тока возбуждения двигателя.

Результаты испытания свести в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Исходные данные для определения кпд

№ п/п	Измерено						Вычислено
	, В	, А	, А	, А	, А	, А	, Вт	, Вт	, Вт	, о. е.	, о. е.
1 2 3 и т. д.

Расчетные формулы: , , , , , , а так как , то .

Те же значения кпд должны получиться и по выражениям, приведен­ным в начале работы, например , здесь вместо сле­дует взять половину мощности, потребляемой из сети, т. е. , а вместо – мощность генератора, т. е. , тогда .

4. Остановить агрегат. Для остановки агрегата необходимо:

а) снять нагрузку с генератора путем уменьшения тока его возбуждения;

б) после снятия нагрузки отключить генератор от сети, выключив рубильник K;

в) остановить двигатель.

5. По данным испытаний и расчетов построить следующие графические зависимости:

, ,

, .

6. Сформулировать краткие выводы.

Рекомендуемая литература: [1, §7.2; 2, §1.16].