Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1268

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.02 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)»

Кафедра «Автоматизация производственных процессов и электротехника»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Методические указания к лабораторным работам для студентов

всех специальностей 1 – 3 курсов

Составитель Н.Ф. Коцарев

Омск

СибАДИ

2010

УДК 621.313 ББК 31.261

Рецензенты:

д-р техн. наук В.П.Денисов; канд. техн. наук, доц. А.А. Соловьев

Работа одобрена научно-методическим советом СибАДИ в качестве методических указаний по выполнению лабораторных работ по электрическим машинам для студентов всех специальностей 1 – 3 курсов.

Электрические машины: методические указания к лабораторным работам для студентов всех специальностей 1 – 3 курсов / сост. Н.Ф. Коцарев. – Омск: СибАДИ, 2010. – 59 с.

Приведены требования и способы проведения лабораторных работ со строжайшим соблюдением правил техники безопасности, требования к выполнению отчетов по выполненным работам.

Табл.23. Ил. 44. Библиогр.: 4 назв.

ГОУ «СибАДИ», 2010

2

ВВЕДЕНИЕ

Задачи: проведение лабораторных работ

1.Способствовать углублению теоретических знаний студентов.

2.Практически познакомить их с устройством электрических машин, аппаратов управления, приборов и другого электрооборудования.

3.Дать навыки студентам по составлению и монтажу электрических схем и применению электроизмерительных приборов.

4.Научить студентов управлять электрическими машинами и устранять простейшие неисправности в них.

5.Развивать умение, теоретически объяснять и анализировать результаты опытов и повышать интерес к постановке самостоятельных исследований.

Правила выполнения лабораторной работы и организация работы студента в лаборатории

На лабораторных занятиях студент закрепляет полученные им теоретические знания и приобретает практические навыки по испытанию электрических машин и монтажу схем управления. Для успешного выполнения лабораторных работ студент должен готовиться к ним заранее, пользуясь настоящим руководством и рекомендованной литературой. Каждый, кто начинает работу в лаборатории, должен придерживаться следующих правил:

1.Для лучшего освоения материала и наиболее эффективного использования учебного времени в лаборатории каждый студент предварительно знакомится с содержанием предстоящей работы, повторяет соответствующий раздел теории.

2.Лабораторные работы должны выполняться бригадой в 2 3 человека. В процессе работы каждый член бригады выполняет определенные обязанности, которые периодически меняются, так как только в этом случае все студенты смогут получить необходимые навыки и знания.

3.Приступая к занятиям, каждый студент должен иметь дневник проведения лабораторных работ, в котором вычерчивается схема опыта, записываются программа работы, необходимые расчетные формулы и таблицы для внесения в них опытных и расчетных данных

ине менее одного экземпляра настоящего руководства на бригаду.

3

4.Перед началом занятия преподаватель проверяет знания студентов и их готовность к выполнению работы.

5.В соответствии с программой испытаний студенты в процессе работы производят все необходимые измерения и расчеты, снимают опытные данные и сравнивают их с расчетами. Результаты опыта проверяются и визируются преподавателем, если они окажутся не-

удовлетворительными опыт следует повторить.

6.Приступив к сборке схемы, нужно стремиться расположить аппаратуру и измерительные приборы таким образом, чтобы собранная схема была по возможности простой и удобной для наблюдения. При сборке схемы следует, в первую очередь, соединить главную (последовательную) цепь машины, а затем все параллельные. Контакты и соединения проводов должны быть надежными. Следует помнить, что отыскание нарушенного контакта в схеме отнимает гораздо больше времени, чем тщательная сборка ее. Включать схему под напряжение можно лишь после проверки ее преподавателем и с его разрешения. Категорически запрещается всякое пересоединение элементов схемы под напряжением, а также прикосновение к неизолированным частям машины и клеммам, находящимся под напряжением. Во время опытов студенты должны внимательно следить за тем, чтобы токи и напряжения в цепях не превышали величин, рекомендуемых в описании работы. После окончания работы студенты обязаны привести в порядок рабочее место (разобрать и сложить провода, убрать со столов посторонние предметы, поставить приборы и стулья на место и т. д.).

7.К каждому следующему занятию студент представляет отчет по предыдущей работе и защищает его. Отчет выполняется в общей тетради каждым студентом отдельно в соответствии с требованиями, приведенными в описании, и должен содержать: а) цель работы, б) электрические схемы испытаний, в) эскизный чертеж испытуемого объекта, г) программу работы, д) экспериментальные исследования, е) основные расчетные формулы, ж) таблицы опытных и расчетных данных, з) графики и краткие пояснения к ним.

Все отчеты должны сопровождаться краткими пояснениями, свидетельствующими о сознательном применении расчетных зависимостей и методов построения характеристик машин. Графики и схемы вычерчивают тщательно. Лабораторная работа считается защищенной, если отчет выполнен аккуратно с правильными результатами, а студент хорошо ответил на поставленные ему вопросы, обнаружив знание конструкции электрической машины, физических процессов, происходящих в ней, и методики испытания.

4

8.Студент не допускается к лабораторной работе, если он не имеет дневника, не защитил отчет по предыдущей работе или не подготовился к новой.

9.Студенты должны бережно относиться к оборудованию лаборатории. За порчу столов, измерительных приборов и аппаратуры, происшедшую по вине студентов, последние несут материальную ответственность.

10.Перед началом работ в лаборатории все студенты обязаны ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с электротехническими установками и расписаться в журнале, хранящемся у заведующего лабораториями.

Техника безопасности при выполнении лабораторных работ

При выполнении лабораторных работ по электрическим машинам студент должен помнить, что испытания проводятся при напряжениях до 380 В. При неблагоприятных условиях опасные поражения электрическим током могут произойти даже при напряжении 50 В. Поэтому во время работы студенты должны быть внимательны, аккуратны и строго соблюдать правила безопасности при работе в электротехнических установках.

1.Категорически воспрещается касаться руками неизолированных проводов, закреплять зажимы, менять проводники или приборы, когда цепь находится под напряжением.

2.Во избежание аварий, возможных при неправильной сборке схем, напряжение подается только по разрешению преподавателя (лаборанта).

3.Всякие изменения в схеме должны выполняться при полном снятии напряжения.

4.При работе с электрическими машинами ни в коем случае нельзя прикасаться к вращающимся частям. Следует помнить, что свободные части одежды могут быть захвачены машиной.

5.Категорически запрещается тормозить рукой или ногой вал машины даже в том случае, если она отключена и еще вращается по инерции.

6.По окончании работы схема разбирается, провода, приборы, инструменты, литература сдаются лаборанту, рабочее место приводится в надлежащий вид.

5

МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Лабораторная работа №1

Испытание генератора независимого возбуждения

Цели работы: ознакомиться с устройством генератора постоянного тока, исследовать его свойства по основным характеристикам.

Все характеристики генераторов снимаются при неизменной скорости вращения n=const.

Содержание работы

Генераторы постоянного тока, обмотки возбуждения которых получают питание от постороннего источника тока (возбудителя, батареи и т. п.), являются генераторами независимого возбуждения (рис. 1). Основные свойства генератора определяются по его характеристи-

кам: холостого хода, нагрузочной, внешней и регулировочной. Характеристика холостого хода (ХХХ) снимается при отклю-

ченной нагрузке и выражает зависимость ЭДС генератора в режиме

холостого хода от тока возбуждения Ea f (iB ). Для снятия характеристики устанавливается номинальная скорость вращения генератора, которая во время опыта поддерживается постоянной. Затем включают цепь питания возбуждения и, задаваясь различными значениями тока возбуждения, замеряют величину ЭДС, соответствующую этим токам. Ток возбуждения увеличивают от нуля и до тех пор, пока ЭДС на зажимах генератора не достигнет величины (1,15 1,20) UH . Таким образом снимают восходящую ветвь характеристики. Далее начинают постепенно уменьшать ток возбуждения до нуля и снимают при этом нисходящую ветвь характеристики. После этого направление тока в цепи возбуждения меняют на обратное и таким же образом снимают обратные ветви. Данные эксперимента заносят в табл. 1 и по ним строят характеристику холостого хода (рис.2).

Здесь кривые 1 и 2 соответственно восходящая и нисходящая ветви характеристики холостого хода при положительных значениях тока возбуждения. Кривые 3 и 4 соответственно восходящая и нисходящая ветви (ХХХ) при отрицательных значениях тока возбуждения.

Значение ЭДС при токе возбуждения, равном нулю, соответствуют ЭДС остаточного магнетизма Еост. Влиянием остаточного магнетизма объясняется и несовпадение нисходящей и восходящей вет-

6

вей. Ширина петли характеризует потери. Практически за расчетную характеристику принимают среднюю кривую 5. Иногда характеристику строят в относительных единицах, принимая за единицу номинальное напряжение UH .

110, В

П-р

A

П

Ib

ОВГ

 

Г

 

Ua

 

V

 

P

Ia

A

 

RH

110, В

Rn

Rb

ОВШ

Д

Рис.1. Электрическая схема экспериментальной установки для исследования генератора независимого возбуждения

Таблица 1

iB

Ea

7

Рис.2. Характеристика холостого хода генератора постоянного тока независимого возбуждения

Так как Ea CE, то при n=const Ea CE Ф, следовательно, характеристика холостого хода может быть выражена как Ф f (iB ), т. е. является по существу кривой намагничивания машины и характеризует ее магнитные свойства. Точка А соответствует номинальному возбуждению и лежит на криволинейном участке характеристики. Смещение ее на прямолинейную часть вызывает неустойчивость напряжения на зажимах генератора при работе, а сдвиг этой точки вправо в зону большого насыщения ограничил бы регулирование напряжения генератора.

U,B

 

 

U0

 

A

a

b

 

UH

 

C

 

E=f(iB)

 

 

U=f(Ib)

 

a'

b'

 

 

c'

 

 

IB2

Ib,A

 

IB1

Рис.3. Нагрузочная характеристика

генератора постоянного тока

 

независимого возбуждения

 

Наряду с характеристикой холостого хода снимается нагру-

зочная характеристика, которая показывает зависимость U f (iB )

при Ia= const и п=const.

Эта характеристика снимается аналогично характеристике холостого хода, но при некоторой постоянной нагрузке (табл.2), и она позволяет количественно определить размагничивающее действие реакции якоря.

8

Таблица 2

Ia=const

Iв, А

U, В

При работе генератора под нагрузкой напряжение на его зажимах меньше, чем в режиме холостого хода из-за падения напряжения в цепи якоря Iаrа и размагничивающего действия реакции якоря. Поэтому нагрузочная характеристика располагается ниже характеристики холостого хода (рис. 3). Напряжение генератора U1 UH при нагрузке определяется точкой с на нагрузочной характеристике. Отрезок Ас определяет снижение напряжения генератора по сравнению сEa U0 . Если отложить отрезок cb, равный падению напряжения Iаrа, а из точки b провести прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с характеристикой холостого хода, то после соединения точек b и с получим прямоугольный треугольник, называемый характеристическим. Сторона ab этого треугольника определяет размагничивающее действие реакции якоря, эквивалентное

току возбуждения iB1 iB2 .

Построив несколько характеристических треугольников (∆аbса’b’с’) и сравнив их, можно прийти к выводу, что размагничивающее действие реакции якоря снижается с уменьшением степени магнитного насыщения машины (а’b’<аb). При этом величина Iаrа остается неизменной.

U, B

U

E0

Ua, H

Ia, A

Ia,H

IaK3

Рис.4. Внешняя характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения

9

Внешняя характеристика генератора (рис. 4) представляет собой зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при неизменном токе возбуждения. Напряжение на выходе генератора уменьшается. Объясняется это воздействием двух причин: размагничивающим влиянием реакции якоря и падением напряжения в цепи

обмотки якоря U Ea Ia .

Для снятия внешней характеристики U=f(Ia) генератору сообщают номинальную скорость вращения (n=const) и, возбудив его (iB = const), постепенно нагружают до номинала и выше (табл.3).

Таблица 3

iВ = const

U

Ia

По внешней характеристике определяют номинальное измене-

ние напряжения: U U0 UН 100%. У генераторов независимого

UН

возбуждения U обычно не превышает 12 %.

Ib, A

 

Ib, H

Ib = f(Ia)

 

 

Ia, A

Рис. 5. Регулировочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения при

Uа = const

Регулировочная характеристика

(рис. 5) показывает, как следует менять возбуждение, чтобы при нагрузке генератора напряжение на его выходе оставалось неизменным и равным номинальному. Для снятия регулировочной характеристики генератор возбуждают до номинального напряжения при холостом ходе. Затем подключают нагрузку и постепенно увеличивают ее, поддерживая все время напряжение неизменным, для чего соответственно увеличивают ток возбуждения (табл. 4).

Таблица 4

U = const

Iа, А

Iв, А

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]