новая папка / отчёт по 3 лабе

М инистерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

Пермский национальный исследовательский

политехнический университет

Электротехнический факультет

Кафедра Конструирование и технологии в электротехнике (КТЭ)

Отчет по лабораторной работе № 3

по курсу «Электроэнергетика и электротехника»

«ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ»

Выполнил: студент гр. ЭЭ-20-3б

Михеев Е.О., Ширяев К.А., Киряков Д. А., Жикин А.Д.

Проверил: Кандидат технических наук, Доцент

Чабанов Е.А.

Дата защиты____________Оценка_____________

Пермь 2021

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1. Цель работы

Ознакомиться с устройством генератора постоянного тока (ГПТ). Исследовать свойства генератора путем снятия характеристик.

Таблица 4.1 представляет собой паспортные данные ГПТ.

Таблица 4.1

Тип	РН Вт	UH B	IH A	N об/мин	η %	ΔPМЕХ Вт	RЯ Ом	RВ Ом
ПЛ-072	180	220	1,3	1500	63	15	17,5	820

В этой таблице приняты следующие обозначения:

Р_Н – номинальная мощность;

U_Н – номинальное напряжение;

I_Н – номинальный ток;

n_Н – номинальная скорость;

η_Н – номинальный КПД;

Δ Р_МЕХ – механические потери;

R_Я и R_В – сопротивление обмотки якоря и обмотки возбуждения при 20°C;

Численные значения параметров указаны в рабочих карточках, которые имеются на всех учебных стендах лаборатории.

3.3. Для исследования генератора собираются электрические схемы, показанные на рисунках 4.1, 4.2 и 4.3.

На этих схемах вал асинхронного двигателя (АД) соединен механической муфтой с валом генератора постоянного тока. При включении напряжения ~ 380 В асинхронный двигатель вращает якорь генератора с постоянной скоростью. Номинальная скорость вращения генератора указана в таблице 4.1.

Рис. 4.1. Схема для снятия характеристики холостого хода

Рис. 4.2. Схема исследования генератора независимого возбуждения

Рис. 4.3. Схема исследования генератора параллельного возбуждения

4. Характеристика холостого хода.

Для снятия характеристики холостого хода собирается электрическая цепь, схема которой показана на рис. 4.1. Якорная цепь генератора практически разомкнута, т.к. сопротивление вольтметра очень велико. Ток якорной цепи (I_Я) будет равен нулю, что соответствует режиму холостого хода. Электродвижущая сила (Е) обмотки якоря генератора равна напряжению, которые измеряются вольтметром V.

Обмотка возбуждения генератора (ОВ) питается от источника постоянного тока U_В = 200В через добавочное переменное сопротивление R_ДВ, что позволяет регулировать ток возбуждения и магнитный поток генератора.

Перед началом опыта устанавливают переключатель сопротивления R_ДВ на максимальное положение. Включают переменное трехфазное напряжение 380В и постоянное напряжение 200В. Асинхронный двигатель вращает якорь генератора с постоянной скоростью. Скорость вращения измеряется тахометром и высвечивается на табло стенда. Записать значения скорости в таблицу 4.2.

Перевести переключатель сопротивления R_ДВ в нулевое положение. Записать значение R_ДВ и показания вольтметра V в таблицу 4.2. Увеличивая сопротивление R_ДВ, провести еще 5 – 6 опытов, записывая значения R_ДВ и показания вольтметра V в таблицу 4.2. Последний опыт проводится при

R_ДВ= ∞.

Таблица 4.2.

Ток обмотки возбуждения рассчитывается по данным табл.4.1

Полученные значения токов I_В записываются в нижнюю строку табл.4.2.

По значению I_В и Е₀ таблицы 4.2 строится характеристика холостого хода Е₀ = FR(I_В).

5.Генератор постоянного тока независимого возбуждения.

Для исследования генератора независимого возбуждения собирается электрическая цепь, схема которой показана на рис. 4.2. Обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока U_В = 200В без добавочного сопротивления.

При этом по обмотке возбуждения будет протекать постоянный ток

I_B = U_В/R_В. В якорную цепь генератора включается нагрузочное сопротивление R_H и амперметр А.

Получив разрешение на выполнение опыта, необходимо переключателем поставить R_H = ∞. Включить переменное трехфазное напряжение 380В и постоянное напряжение 200В. Асинхронный двигатель вращает якорь генератора, а ток обмотки возбуждения создает магнитное поле. В обмотке якоря наводится электродвижущая сила Е, которая создает напряжение, измеряемое вольтметром V. При R_H = ∞ записать показания приборов в таблицу 4.3. Уменьшая сопротивление R_H необходимо провести еще 4 – 5 опытов и записать значения U, I_Я, n в таблицу 4.3. В процессе опытов ток I_Я не должен превышать номинальное значение I_H, указанное в таблице 4.1.

Таблица 4.3

Напряжение генератора в общем случае определяется по формуле

В таблице 4.3 даны значения я U, Iя и RЯ. По этим значениям легко рассчитать ЭДС обмотки якоря генератора

Полученные значения Е записать в таблицу 4.3.

Полезная мощность генератора

По известным значениям U и IЯ определяются значения Р2 и записываются в таблицу 4.3.

Потери мощности на возбуждение генератора

Эта мощность подводится к генератору от источника постоянного тока, расходуется на нагревание обмотки возбуждения и рассеивается в окружающую среду. Эти потери не зависят от нагрузки генератора и в процессе эксперимента остаются постоянными.

Потери в обмотке якоря

Полученные значения ΔP_Я записываются в таблицу 4.3.

Механическая мощность, потребляемая генератором с вала асинхронного двигателя

Полня мощность потребляемая генератором

Рассчитанная по этой формуле мощность Р₁ записывается в таблицу 4.3.

Коэффициент полезного действия генератора

Значения η записываются в табл. 4.3.

По данным таблицы 4.3. на одном графике строятся характеристики U = F(I_Я) и E = F(I_Я). На другом строятся характеристики P₁ = F(P₂) и η = F(P₂).

U = F(I_Я) и E = F(I_Я)

P₁ = F(P₂) и η = F(P₂)

Выводы: Мы ознакомились с особенностями работы генератора постоянного тока независимого и параллельного возбуждения, а также изучили его рабочие характеристики.