Методические материалы (8) (4) (1) / Машина постоянного тока

Момент на валу двигателя, Н∙м

Рисунок 3.2 – Рекуперативное торможение

Как видно из графика, изображенного на рисунке 3.2, с ростом добавочного сопротивления в цепи якоря при одних и тех же токах якоря момент на валу двигателя падает, подтверждая режим рекуперативного торможения.

3.3Лабораторная работа 3

Тема: «Двигательный режим» Для снятия электромеханических характеристик:

•произвести реостатный пуск двигателя M1 и вывести переключатель R1 в положение 0;

•ввести нагрузочный двигатель М2 в режим динамического торможения, для чего последовательно:

•перевести S4 в верхнее положение;

•выключить S3;

•выставить переключатель R2 в положение 3;

•вывернуть до упора влево потенциометр R4, тем самым обнулив ток возбуждения двигателя М2;

•включить автомат QF3;

•регулируя ток возбуждения двигателя М2 потенциометром R4,

нагрузить исследуемый двигатель M1 до I1 = 10А (по амперметру РА1), фиксируя скорость вращения и ток;

•ток цепи возбуждения двигателя M1 поддерживать равным

1.5А;

•данные занести в таблицу 3.3 для 5-6 значений тока якоря I1;

для R1 =...

Таблица 3.3 – Характеристики двигательного режима

ωрад/с

I1 А

МНм

•опыт провести для положений 0; 3; 6 и 9 переключателя R1, при которых величина добавочного сопротивления R1 в якорной цепи будет соответственно R1 = 0 Ом; 1.5 Ом; 3.0 Ом; 4.5 Ом;

•при снятии характеристик положения R2 и R4 можно изменять для соответствующего нагружения двигателя Ml, но ток якоря двигателя М2 не должен превышать 15 А (по амперметру РАЗ);

•в таблице 3.3 по известным величинам токов определить величины вращающего момента, как и в таблице 3.2;

•повторить опыт дополнительно для двух значений напряжения питания при R1 = 0 Ом: - напряжение питания изменять переключателем S1, выставляя поочередно в положение 1 и 2, и записывая значения напряжения питания по вольтметру PV1 сверху таблиц, аналогичных таблице 3.3;

•осмыслить физику процессов;

•отключить двигатель от сети выключателями QF2, QF3.

Угловая скорость вращения, рад/с

Рисунок 3.3 – Двигательный режим

Как видно из графика, изображенного на рисунке 3.3 при увеличении добавочного сопротивления в цепи якоря в равной степени падают момент на валу двигателя и угловая скорость вращения, что характерно для двигательного режима.

Момент на валу двигателя, Н∙м

Рисунок 3.4 – Двигательный режим

По графику, изображенному на рисунке 3.4, можно сказать, что при включении добавочного сопротивления последовательно с обмоткой якоря при одинаковом токе в цепи якоря момент увеличивается прямо пропорционально увеличению добавочного сопротивления.

3.4Лабораторная работа 4

Тема: «Режим противовключения» В данной работе экспериментально снимается режим

тормозного спуска. Так как в этом режиме токи превышают свои пусковые значения, то характеристики снимаются только при введенном добавочном сопротивлении R1.

Опыт проводится в следующем порядке:

•произвести реостатный пуск двигателя M1 при Iв1 = 1.5 А (по амперметру РА3);

•переключатель R1 поставить в положение 3, при котором добавочное сопротивление R1 = 1.5 Ом;

•вывернуть потенциометр R4 влево до упора, а переключатель R2 выставить в положение 10;

•переключатель S4 поставить в нижнее положение и последовательно включить тумблеры S3 и QF3;

•поворачивая потенциометр R4, снять несколько значений тока

якоря I1 (по амперметру РА1) и скорости вращения, после того как ток возбуждения Iв2 достигнет значение 1.5 А, дальнейшую нагрузку осуществлять поворотом рукоятки переключателя R2;

•данные занести в таблицу 3.4 для R1 = …

Таблица 3.4 – Характеристики режима противовключения

ωрад/с

I1 А

МНм

Опыт повторить для положений 6 и 9 переключателя R1 (при которых R1 = 3.0 Ом и 4.5 Ом)

Угловая скорость вращения, рад/с

Рисунок 3.5 – Режим противовключения

С ростом добавочного сопротивления в цепи якоря момент и угловая скорость уменьшаются пропорционально увеличению добавочного сопротивления, что характерно данному режиму (рисунок

3.5).

Момент на валу двигателя, Н∙м

Рисунок 3.6 – Режим противовключения

Чем больше сопротивление в цепи якоря, тем больше момент при одном и том же токе якоря (рисунок 3.6).

3.5Лабораторная работа 5

Тема: «Динамическое торможение» Это один из наиболее распространенных способов торможения.

Электромеханические характеристики динамического торможения изображаются во 2 и 4 квадрантах (в зависимости от направления вращения).

Опытные данные для построения характеристик необходимо снять для значения тормозного сопротивления R1 = 0 Ом; 1.5 Ом; 3.0 Ом; 4.5 Ом, для чего переключатель R1 необходимо устанавливать в положения: 0; 3; 6 и 9.

Порядок снятия характеристик следующий:

•произвести реостатный пуск двигателя М2:

выставить потенциометром R4 ток возбуждения Iв2 = 1 А по амперметру РА4;

выключить S4;

включить S3;

перевести переключатель R2 в положение 10;

включить QF3 (двигатель М2 начнет вращаться);

плавно вывести R2 в положение 0;

•ввести двигатель M1 в режим динамического терможения для

чего:

установить потенциометром R3 ток возбуждения Iв1 = 1.5 А (по РА3);

выставить переключатель R1 в положение 9;

выключить S2 и включить QF2;

•регулируя скорость вращения двигателя М2 переключателем R2 и потенциометром R4, измерить 5-6 значений скорости вращения и тока якоря I1 двигателя M1 (по PA1);

•данные занести в таблицу 3.5;

для R1 =...

Таблица 3.5 – Характеристики динамического торможения

ωрад/с

I1 А

МНм

•не отключая двигатели переключить R1 в положение 6 и снять

ωи I1, и так далее, т.е. для четырех значений R1 необходимо получить четыре таблицы 3.5.

При проведении этого опыта необходимо, чтобы ток якоря двигателя М2 не превышал 15 А (по амперметру РА 2).

Угловая скорость вращения, рад/с

Рисунок 3.7 – Динамическое торможение

Момент на валу двигателя, Н∙м

Рисунок 3.8 – Динамическое торможение

3.6Лабораторная работа 6

Тема: «Регулирование угловой скорости вращения изменением потока возбуждения»

Необходимо экспериментально снять электромеханические характеристики в двигательном режиме для трех значений тока возбуждения двигателя M1.

Опыт проводится для Iв1= 1.5А; 1А; 0.5А при положении 0 переключателя R1:

•произвести реостатный пуск двигателя M1 и вывести переключатель R1 в положение 0;

•ввести нагрузочный двигатель М2 в режим динамического торможения, для чего последовательно:

•перевести S4 в верхнее положение;

•выключить S3;

•выставить переключатель R2 в положение 3;

•вывернуть до упора влево потенциометр R4, тем самым обнулив ток возбуждения двигателя М2;

•включить автомат QF3;

•регулируя ток возбуждения двигателя М2 потенциометром R4,

нагрузить исследуемый двигатель M1 до I1 = 10А (по амперметру РА1), фиксируя скорость вращения и ток;

•ток цепи возбуждения двигателя M1 поддерживать равным …

А;

•данные занести в таблицу 3.6 для 5-6 значений тока якоря I1; для Iв1= …

Таблица 3.6 – Результаты измерений

ωрад/с

I1 А

МНм

Вэтом случае для определения момента необходимо воспользоваться таблицей 3.1, связывающей ток возбуждения с величиной коэффициента пропорциональности.

Угловая скорость вращения, рад/с

Рисунок 3.9 – Регулирование угловой скорости вращения изменением потока возбуждения

Как видно из графика, показанного на рисунке 3.9, при уменьшении тока в обмотке возбуждения за счет потенциометра последовательно включенного с ней, угловая скорость растет, поэтому следует внимательно отнестись к его регулировке, так как в случае его дальнейшего уменьшения двигатель может пойти в «разнос».

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1Поясните принцип действия двигателя постоянного тока.

2Запишите уравнение противо-ЭДС и тока якоря двигателя.

3Выведите уравнение вращающего момента двигателя.

4Как можно изменить направление вращения якоря двигателя?

5Выведите уравнение скорости двигателя и поясните возможности ее регулирования.

6Какие потери в машине постоянного тока зависят от

нагрузки?

7Какие потери в двигателе постоянного тока являются постоянными?