Семестр7 / Спец. ел. маш. / Лр / Лр2 / 4361__Лр2

Лабораторне заняття №2

Дослідження електромашинного підсилювача (ЕМП) з поперечним полем

1. Об’єм роботи.

1.1. Зняти і побудувати: 1) характеристики холостого хода ЕМП при замкнутому і розімкнутому ланцюзі поперечних щіток; 2) зовнішні характеристики ЕМП при різних ступенях компенсації і різних струмах керування; 3) зовнішню характеристику ЕМП з негативним зворотним зв'язком по струму якоря.

1.2. Розрахувати коефіцієнти підсилення ЕМП при номінальному струмі якорі для всіх випадків. Побудувати залежності коефіцієнта підсилення ЕМП від опору навантаження.

2. Вказівки до виконання роботи

Д ля зняття характеристик по п. 1.1 та п. 1.2 збирається схема відповідно до рис. 2.1. ЕМП (M2) приводиться в обертання асинхронним двигуном M1, тому вважати, що частота залишається постійною.

Рис. 2.1.

2.1. Характеристика холостого ходу при замкненому ланцюзі поперечних щіток.

При знятті характеристики ланцюг подовжніх щіток розмикають, а струм i_у змінюють у межах від i_у=0 до i_у= i_уmax, який відповідає напрузі E_d = 1,3 U_н (U_н - номінальна напруга ЕМП). Знімають висхідну і спадну гілки характеристики. Ланцюг поперечних щіток при цьому замкнено на амперметр, за допомогою якого вимірюють струм I_q у цьому ланцюзі. Дані заносять у таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

iу, mA	Ed,V	Iq,A
0 1,8 3,3 5,5 8,1 11,5 16,8	5 25 50 75 100 125 150	0 0,2 0,45 0,72 1,14 1,65 2,25

2.2. Характеристика холостого ходу при розімкненому ланцюзі поперечних щіток.

У цьому досліді розмикають також і ланцюг подовжніх щіток. Струм в обмотці керування змінюють у тих же межах, що і в попередньому досліді. Дані заносять у таблицю 2.2.

Таблиця 2.2

iу, mA	Ed,V	Eq,V
0 5 10 15 20 25 30	5	0 18 38 55 70 85 92

2.3. Зовнішні характеристики

Зовнішніми характеристиками ЕМП називаються залежності напруги на подовжніх щітках U_d від струму навантаження в ланцюзі подовжніх щіток I_d при постійних струмі керування та частоті обертання і при незмінному ступені компенсації.

Характеристики знімають у такому порядку. Спочатку настроюють повну компенсацію, для чого встановлюють точку номінального навантаження ЕМП (U_d = U_dн, I_d = I_dн) і підбирають таке значення r_к, щоб при зміні струму навантаження від номінального до нуля струм у ланцюзі поперечних щіток I_q залишався незмінним.

Струм в обмотці керування й опір, що відповідають цьому режиму, приймають за номінальні: i_у = i_ун і r_k=r_kн. Після настроювання компенсації навантажують ЕМП в межах від I_d = 0 до I_d = 1,2 I_dн і знімають ряд точок, записуючи показання приладів, у тому числі струм у шунтовому опорі i_rк, у табл. 2.3. Характеристики знімають для номінального струму керування та для струму керування i_у = 0,6 i_ун. Потім роблять настроювання перекомпенсації, для чого підбирають r_к > r_кн так, щоб зміна напруги ЕМП при зміні навантаження від холостого ходу до номінального склала 10...20%. Зовнішні характеристики знімають так само, як і в попередньому випадку.

Таблиця 2.3.

i_у = i_ун, R_к = R_кн

Id, A	Ud,V	Iq,A	iу, mA	Uу,V	Irk,mA
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0	110 115 120 125 130 135 145	2,1	15	40	165 138 110 80 55 25 0

i_у = 0,6i_ун, R_к = R_кн

Id, A	Ud,V	Iq,A	iу, mA	Uу,V	Irk,mA
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3	125 115 110 100 95 85 80	1,5	10	28	0 25 55 80 110 140 165

i_у = i_ун, R_к > R_кн

Id, A	Ud,V	Iq,A	iу, mA	Uу,V	Irk,mA
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0	110 115 120 125 130 135 145	2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,05 2	15	40	85 70 55 40 25 18 0

i_у = 0,6i_ун, R_к > R_кн

Id, A	Ud,V	Iq,A	iу, mA	Uу,V	Irk,mA
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3	125 115 110 100 95 85 80	1 1,1 1,15 1,2 1,3 1,4 1,5	10	28	0 15 30 40 60 75 90

3. Обробка результатів іспитів.

3.1. Зовнішні характеристики ЕМП.

Нахил зовнішньої характеристики при певному ступені компенсації залежить від струму в обмотці керування, а також від частоти обертання.

При введенні негативного зворотного зв’язку по струму за допомогою додаткової обмотки керування, включеної зустрічно стосовно основної, зовнішня характеристика стає круто падаючої з обмеженим струмом короткого замикання.

Зняті дослідницьким шляхом зовнішні характеристики ЕМП для усіх випадків варто побудувати в одних координатних осях; порівнюючи їх, усвідомити вплив ступеня компенсації та струму керування на вид характеристик.

i_у = i_ун, R_к = R_кн

i_у = 0,6i_ун, R_к = R_кн

i_у = i_ун, R_к > R_кн

i_у = 0,6i_ун, R_к > R_кн

Рисунок 2.2 – Зовнішніми характеристиками ЕМП U_d(I_d)

3.2. Коефіцієнт підсилення.

Для кожної із характеристик визначити коефіцієнт підсилення, що відповідає номінальному струму навантаження I_dн:

.

Використовуючи дані таблиці 2.3, побудувати залежності коефіцієнту підсилення від опору навантаження k_p(R_н), який визначати за наступною формулою

R_н = R₁ = U_d / I_d.

i_у = i_ун, R_к = R_кн

i_у = 0,6i_ун, R_к = R_кн

i_у = i_ун, R_к > R_кн

i_у = 0,6i_ун, R_к > R_кн

Рисунок 2.3 – Зовнішніми характеристиками ЕМП k_p(R_н)

Висновок: Виконано побудову залежності напруги на подовжніх щітках U_d від струму навантаження в ланцюзі подовжніх щіток I_d та побудову залежності коефіцієнту підсилення від опору навантаження k_p(R_н).