Методичка по подготовке к лабораторным работам
.pdfуменьшается . Второе обстоятельство приводит к возрастанию скорости. Поэтому обычно скорость вращения двигателя от нагрузки незначительно уменьшается (рис.55).
n
|
Р2 |
Рис. 55 |
|
Ответ 9.3 |
Рабочая характеристика IД (Р2) это зависимость |
тока двигателя Iд |
от полезной мощности на валу двигателя Р2 при |
постоянном номинальном напряжении и постоянном токе возбуждения.
Ток якоря двигателя IД IЯ IВ , где IД - ток двигателя, IВ - ток возбуждения двигателя.
С увеличением нагрузки ток якоря растет, растет и ток двигателя IД . Мощность на валу Р2 пропорциональна моменту М , а она в свою очередь пропорциональна току якоря IЯ . Поэтому зависимость Iд от Р2 должна быть близкой к линейной (рис.56).
Iд
Р2
Рис. 56
Ответ 9.4 Рабочая характеристика М(Р2 ) это зависимость вращающего момента М от полезной мощности на валу двигателя Р2 при постоянном номинальном напряжении и постоянном токе возбуждения.
Вращающий момент М связан с полезной мощности на валу
двигателя |
Р2 |
линейным соотношением М=ωР2=2π/(60·n·Р2). |
Поэтому |
зависимость должна быть линейной. Однако т.к. с |
увеличением нагрузки скорость вращения немного уменьшается , то для получения той же мощности на валу момент должен быть больше. Поэтому кривая М(Р2 ) с увеличением нагрузки немного отклониться от линейной вверх ( рис. 57)
71
М
Р2
Рис. 57
Ответ 9.5 Рабочая характеристика п(М ) это зависимость скорости вращения от вращающего момента М при постоянном номинальном напряжении и постоянном токе возбуждения. Ее называют механической характеристикой двигателя.
|
Скорость вращения |
и электромагнитный |
момент двигателя |
|||
связаны |
уравнением |
механической |
характеристики: |
|||
n |
U |
М |
Rя |
, поэтому зависимость п(М) линейная (рис.58): |
||
|
CECMФ2 |
|||||
|
CEФ |
|
|
|
n
nхх
nном
М
Мном
Рис. 58
***)Эту характеристику называют естественной. Если последовательно с якорной обмоткой включен регулировочный реостат c сопротивлением Rр, то мы получим искусственную механическую характеристику.
Если |
нагрузки на валу нет то М =0, при этом |
nxx |
|
U |
. Это |
|
|||||
скорость вращения двигателя в режиме холостого хода. |
|
CEФ |
|||
|
|
|
|||
Изменение скорости вращения двигателя |
при |
увеличении |
|||
нагрузки |
М от 0 до Мном обычно составляет 3÷8%. Поэтому |
естественную механическую характеристику можно считать жесткой.
Ответ |
9.6: Регулировочная характеристика |
IВ (IЯ ) - это |
зависимость |
тока возбуждения от тока якоря при |
постоянном |
|
72 |
|
номинальном напряжении и постоянной скорости вращения . Регулировочная характеристика показывает, как надо изменять
ток возбуждения, для того что бы при изменении нагрузки (т.е. при изменении тока якоря IЯ) скорость вращения n оставалась постоянной.
С увеличением нагрузки, ток якоря увеличивается, скорость вращения падает. Для увеличения скорости необходимо увеличить тяговый момент. Момент пропорционален магнитному потоку и току якоря. М=сМ·Ф·Iя . Увеличивая ток возбуждения IВ мы увеличиваем магнитный поток Ф, а следовательно и тяговый момент, скорость ращения возрастает (рис. 59).
Iв
U=const n =const
IЯ
|
Рис. 59 |
|
|
Ответ 9.7 (Р2) зависимость |
КПД двигателя от мощности |
||
нагрузки на валу |
при постоянном номинальном напряжении и |
||
постоянной скорости вращения . |
|
|
|
КПД двигателя η=Р2/Р1 |
|
|
|
где Р1 =U·Iд |
электрическая |
мощность |
потребляемая |
двигателем из сети, Р2 – мощность на валу (полезная мощность).
P1 Р2 Р,
где Р Р0 РЯ РВ РМ РМЕХ РЯ - суммарная мощность потерь; Р0 РВ РМ РМЕХ сумма потерь на возбуждение, магнитных и механических потерь, которые для двигателя параллельного возбуждения принимается постоянной и определяется из опыта холостого хода. КПД удобно записать в виде:
|
|
P2 |
|
|
P2 |
P |
|||
|
РВ=U·IВ мощность потерь в цепи обмоток возбуждения, РЯ=RЯ·I2Я-мощность потерь в цепи якоря.
При малых нагрузках с увеличением нагрузки числитель растет быстрее знаменателя и КПД растет линейно, но по мере увеличения тока якоря, потери в цепи якоря растут квадратично току якоря
73
РЯ=RЯ·I2Я . Это приводит к замедлению роста КПД (рис.60):
η
Р2
Рис. 60
Вопрос 10. Сделать оценку двигателя, укажите преимущества и недостатки двигателя параллельного возбуждения.
Ответ 10.
Достоинства двигателя параллельного возбуждения.
1.Не нужно дополнительного источника питания для цепи возбуждения.
2.Самозапуск . Ток возбуждения в момент запуска двигателя появляется благодаря остаточной намагниченности статора.
Недостатки
1.Сравнительно узкий диапазон регулирования скорости вращения (1÷2).
2.Сравнительно малый пусковой момент по сравнению с двигателем независимого возбуждения.
3.Зависимость тока якоря от тока возбуждения.
74
Библиографический список
1.Касаткин А.С., Немцов С.В. Электротехника. М.: Высш. шк., 2000. С. 377-395, 404-410,522-524.
2.Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высш.шк., 2000. С. 239-260, 269-277.
3.Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. М.: Высш.шк., 1984. С. 300-321.
4.Волынский Б.А., Зейн Е.И., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 332-351, 359-381.
5.Общая электротехника /Под ред. А.Т.Блажкина. М.:
Энергоатомиздат, 1986. С. 364-384, 389-393, 395-399, 401-403.
6.Электротехника /Под ред. В.Г.Герасимова, М.: Высш.школа, 1985. С. 358-368, 373-380,384-385.
7.Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника.
М.: Энергоатомиздат, 1985. С.342-355, 367-387.
8.Рекус Г.Г., Чесноков В.Н. Лабораторные работы по электротехнике и основам электроники. М.: Высш. шк., 1989. С. 172-184.
75
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Тема |
№1: |
ИССЛЕДОВАНИЕ 3 |
НЕРАЗВЕТЛЕННОЙ |
ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО |
ТОКА. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ Тема №2: ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ 14
ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ФАЗ НАГРУЗКИ «ЗВЕЗДОЙ» Тема №3. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТУШКИ СО 28
СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ Тема № 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО 36 ТРАНСФОРМАТОРА
Тема №5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО 48 АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ.
Тема №6. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ |
62 |
|
ПОСТОЯННОГО ТОКА |
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО |
|
ВОЗБУЖДЕНИЯ |
|
|
Библиографический список |
|
75 |
76