Механическая характеристика

Зависимость установившейся частоты вращения якоря двигателя от момента двигателя при постоянном напряжении сети U и сопротивлении цепи якоря называется механической характеристикой двигателя n(M).

Механическая характеристика, снятая при R_доб = 0 и Ф = Ф_н, называется естественной. При нагрузках на валу, не превышающих номинальную, частота вращения двигателя уменьшается мало, на (3 ÷ 7)% от n_o (n_o – частота вращения двигателя при холостом ходе его). Частота вращения двигателя уменьшается пропорционально падению напряжения на внутреннем сопротивлении обмотки якоря, поэтому механическая характеристика – пологая прямая, т.е. механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения – жесткая.

Рабочие характеристики

Рабочими характеристиками двигателя называют зависимости потребляемого двигателем тока I, момента на валу М, частоты вращения n и коэффициента полезного действия η_Д от полезной мощности двигателя Р₂ при U = U_н = const и при постоянном сопротивлении в цепи возбуждения R_в = const, R_в = r_в + R_ВД.

Порядок выполнения работы

1. И зучить конструкцию двигателя постоянного тока параллельного возбуждения и ознакомиться с элементами электрической цепи, схема которой представлена на рис. 1.

2. Собрать электрическую цепь, схема которой представлена на рис.1. В качестве нагрузки двигателя используется генератор постоянного тока параллельного возбуждения. Частота вращения якоря двигателя измеряется с помощью тахогенератора, к зажимам которого присоединен вольтметр. Шкала вольтметра отградуирована в единицах частоты вращения якоря двигателя.

3. Осуществить пуск двигателя, предварительно полностью ввести пусковой реостат R_п, поставив ключ К1 в положение «пуск» и полностью вывести регулировочный реостат R_ВД (ключи К2 – К4 замкнуты). По мере возрастания скорости двигателя пусковой реостат следует плавно вывести (ключ К1 поставить в положение «работа»).

4. Постепенно нагружая двигатель от тока холостого хода до тока I = 1,2I_н, снять значения I, U, n двигателя и U_Г, I_Г генератора (5 - 6 отсчетов). Первый отсчет (холостой ход двигателя) следует произвести при разомкнутой внешней цепи нагрузочного генератора (ключи К11 – К15 разомкнуты) и разомкнутой его цепи возбуждения (ключ К5 разомкнут). Далее, следует замкнуть цепь возбуждения генератора ключом К₅ и с помощью регулировочного реостата R_ВД, включая поочередно ключи К6 – К10, возбудить генератор до напряжения U = U_н. Снять остальные 5 - 6 отсчетов при изменении сопротивления нагрузки генератора R_н. Данные, полученные в результате опытов и расчетов, записать в таблицу 1.

5. Расчетные величины получить, исходя из следующего:

1) P₁ = U_ДI_Д – мощность, потребляемая двигателем;

Таблица 1

Опытные данные

Расчетные данные

При

№

I

n

UГ

IГ

P1

P2Г

P

PД

P2

Д

M

меч.

А

об/мин

В

А

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

–

кГм

1

2

3

4

5

6

2) P_2Г=U_ГI_Г – мощность, отдаваемая нагрузочным генератором;

3) P = P_Д + P_Г = P₁ – P_2Г – суммарные потери в агрегате (в двигателе и генераторе);

4) предполагая, что потери в двигателе и генераторе примерно одинаковы, т.е. P_Д = P_Г, находим потери в двигателе

P_Д = (P_Д + P_Г) = ( P₁ – P_2Г);

5) P₂ = P1 – P_Д – полезная механическая мощность двигателя;

6) – к.п.д. двигателя;

7) – момент на валу двигателя.

По полученным данным построить рабочие характеристики двигателя: n(P₂), M(P₂), I(P₂), _Д(P₂). Примерный вид рабочих характеристик представлен на рис. 2.

По данным таблицы 1 построить механическую характеристику двигателя n(M). Примерный вид механической характеристики двигателя параллельного возбуждения показан на рис. 3.

7. Осуществить реверсирование двигателя, предварительно отключив двигатель от сети. Поменяв местами зажимы обмотки якоря или обмотки возбуждения, снова запустить двигатель. При этом двигатель не нагружать.

8. В заключение отчета сформулировать выводы в виде письменных ответов на следующие вопросы:

• Объяснить роль пускового реостата.

• Почему при увеличении момента нагрузки на валу частота вращения двигателя уменьшается?