Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматизированный электропривод. Учебно-методическое пособие
.pdf
ния в шунтирующей цепи (R
М
) и сопротивления (Rп), включенного по-
Ш
следовательно с якорем, принять равными, заданными в вариантах домашнего задания или близкими к ним.
Методические указания
С помощью проводников коммутируются аппараты силовой схемы
испытываемого двигателя по схеме рис. 2, в.
Значения сопротивлений
, RRR R
Ш 1 п 5
устанавливаются с по-
мощью переключателя (см. пункт 3) в соответствии со значениями,
заданными в пункте «б» вариантов домашнего задания
Повторяется подготовка стенда к эксперименту и проводится эксперимент по-прежнему в соответствии с указаниями, данными в параграфе 2.2.
В данном пункте целесообразно рассчитывать графики механической характеристики
по показаниям тока нагрузочной машины.
()М
Д
Это упрощает процедуру расчета, так как ток НМ пропорционален моменту НМ, которая является ДПТ с независимым возбуждением:
КФ
I М
ИД НМ НМ ХХ
.
Момент холостого хода определяется в п.1 при снятии кривой потерь.
5. Снять и построить механические характеристики
()I
Д
при ра-
боте электропривода в режиме динамического торможения.
Методические указания
Коммутируются аппараты силовой схемы испытываемого двигателя по схеме рис. 2, б.
Значения сопротивления (R
= R1, рис. 2.2, б), включенного по-
доп
следовательно с якорем, принять равными, заданным в вариантах домашнего задания или близкими к ним.
Эксперимент проводится в соответствии с указаниями, данными в
параграфе 2.2.
для режима динамического торможения, т. е. в этом
случае процедура согласования заключается в том, что начальное
напряжение генератора G2 равно нулю, начальная скорость ИД и ЭДС
равны нулю.
Характеристика снимается в порядке изменения скорости, обратном тому, который имеет место при реальном торможении.
Здесь, как и в предыдущем пункте, момент двигателя целесообразно определять через
ток нагрузочной машины.
61
6. Построить энергетическую диаграмму лабораторного стенда для
одного из режимов работы испытываемого электропривода (по заданию преподавателя):
двигательный режим;
режим торможения противовключением.
Во всех режимах ток якорной обмотки двигателя устанавливается
номинальным.
Рекомендации по построению энергетической диаграммы даны в
разд. 3.5.3 настоящего пособия.
При построении диаграммы можно воспользоваться результатами,
полученными при расчете кривой потерь (пункт 2 данной программы).
Результаты работы в лаборатории сравнить с результатами
домашней работы и сделать выводы.
4.2.3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите возможные режимы работы ДПТ с последовательным
возбуждением. Как реализуются тормозные режимы работы?
2. Назовите преимущества ДПТ с последовательным возбуждением
по сравнению с ДПТ с независимым возбуждением.
3. Объясните нелинейный характер характеристики динамического
торможения с самовозбуждением.
4. Изобразите график естественной механической характеристики и
при шунтировании с различными сопротивлениями шунта. Объясните
возможность реализации
режима идеального холостого хода.
5. Как объяснить невозможность реализации режима торможения с
рекуперацией энергии в сеть при работе ДПТ с последовательным возбуждением при рассмотренных в данной работе схемах включения?
4.3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
С АД С ФАЗНЫМ РОТОРОМ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда (см.
рис. 2.3), понять назначение машин и аппаратов стенда, освоить методику экспериментального определения электромеханических характеристик АД с фазным ротором, КПД и cos φ.
Закрепить теоретические знания относительно способов регулирования скорости АД и его режимов работы.
62
4.3.1. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Сведения, необходимые для выполнения домашнего задания, приведены в разделах 2 и 3 данного пособия.
1. Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда
(см. рис. 2.3), понять назначение машин и аппаратов стенда.
2. Расcчитать по паспортным данным и построить естественные
статические характеристики: электромеханическую
скую
испытываемого двигателя (ИД).
()M
AД
и механиче-
()I
2
3. Рассчитать и построить искусственные статические характери-
стики
(), ()IM
2AД
для следующих вариантов значений параметров
электрической цепи двигателя.
Вариант I:
а) номинальное напряжение статора и дополнительное сопротивление ротора: R
б) обмотка ротора замкнута накоротко, напряжение статора U
0,8 U
1Ф
.
= 0,4Rн;
доп
1Ф
=
Вариант II:
а) номинальное напряжение статора и дополнительное сопротивление ротора: R
б) обмотка ротора замкнута накоротко, напряжение статора U
= 0,7U
1Ф
.
= 0,8Rн;
доп
1Ф
Вариант III:
а) номинальное напряжение статора и дополнительное сопротивление ротора: R
б) обмотка ротора замкнута накоротко, напряжение статора U
= 0,6U
1Ф
.
= 1,2Rн;
доп
1Ф
=
4. Рассчитать и построить механическую характеристику АД для
режима динамического торможения при следующих значениях параметров схемы замещения (рис. 3.7).
=
Вариант I:
– индуктивное сопротивление цепи намагничивания
– дополнительное сопротивление ротора R
= 0,4Rн;
ДОП
– действующее значение эквивалентного тока статора I
1, 2xx
= 0,2I0.
экв
;
0
Вариант II:
1, 2xx
– индуктивное сопротивление цепи намагничивания
;
0
63
– дополнительное сопротивление ротора R
x
– действующее значение эквивалентного тока статора I
= 0,8Rн;
ДОП
= 0,2I0.
экв
Вариант III.
– индуктивное сопротивление цепи намагничивания
– дополнительное сопротивление ротора R
= 0,8Rн;
ДОП
– действующее значение эквивалентного тока статора I
Примечание. Каждый студент бригады выполняет свой вариант. Препо-
даватель может задавать комбинацию пунктов «а», «б», «в», «г» из разных
вариантов.
x
0
= 0,6I0.
экв
;
Характеристики пунктов 2, 3, 4 домашнего задания рекомендуется
строить в одних осях (на одном рисунке).
По результатам домашней работы сделать выводы.
4.3.2. ПРОГРАММА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПУНКТАМ ПРОГРАММЫ
1. Получить допуск к выполнению лабораторной работы (ответить
на контрольные вопросы 1–5 (см. раздел 1 данного пособия)).
2. По разрешению преподавателя включить нагрузочный агрегат
M3, G2, M2) и снять кривую механических потерь
Р
мех
.
Методические указания
Данный пункт программы работы в лаборатории включен в программы всех лабораторных работ. Поэтому к нему даны общие методические указания (см. ниже, разд. 4.5).
3. Снять и построить естественные и две реостатные электромеха-
нические
и две механические характеристики, соответствующие
()I
2
различным положениям перемычек в роторной цепи (см. рис. 2.3).
Методические указания
При работе руководствоваться указаниями разд. 2.2.3.
При снятии естественной характеристики дополнительные сопротивления в фазах ротора шунтируются полностью.
Переключатель SA1 замыкается на обмотки регулятора напряжения (РНТ), ручка регулятора поворачивается влево до упора.
Замыкают выключатель QA1, вращая ручку
регулятора вправо,
устанавливают нужное напряжение.
При больших напряжениях (близких к номинальному) нельзя
снять координаты точек механической характеристики, соответству-
64
ющие малым скоростям (ток статора будет больше допустимого). Поэтому напряжения устанавливают значительно меньше номинального
(по заданию преподавателя).
Чтобы по экспериментальным данным построить естественную характеристику, следует значения моментов, снятые при ма-
= I
лых напряжениях М
i
ветствующие номинальному напряжению M
KФнМ, пересчитать на значения, соот-
нM
i
= Mi (Uн ⁄ Ui)2.
ест i
Выполняют согласование ЭДС НМ с ЭДС генератора согласно
описанию, данному в разд. 2.2.3. Нагружается ИД (М1) и снимаются
показания приборов и заносятся в табл. П2.4. При заполнении таблицы
следует указывать изменение знака переменных.
При снятии реостатных характеристик перемычки в цепи ротора
перемещаются сначала на одну ступень, затем на другую. Повторяется
процедура согласования
ЭДС и изменения момента нагрузки АД.
4. Снять и построить характеристики АД при работе в режиме ди-
намического торможения для следующих состояний цепей статора и
ротора.
Первое состояние:
переключатель SA1 замкнут на источник постоянного напряже-
ния 220 В;
переключатель SA4 находится в положении 1(введена одна сту-
пень дополнительного сопротивления в цепь постоянного тока;
перемычки в роторной цепи на последней ступени (введено мак-
симальное дополнительное сопротивление).
Второе состояние – как первое, но ротор замкнут накоротко (нет
дополнительных сопротивлений).
Третье состояние – как второе, но переключатель SA4 находится в
положении 3 (в цепи постоянного тока максимальное сопротивление).
Методические указания
Преподаватель может изменять комбинацию положений перемычек и переключателя SA4.
При работе
руководствоваться указаниями разд. 2.2.3.
В данном случае процедура согласования ЭДС заключается в том,
что начальное напряжение генератора G2 равно нулю, начальная скорость ИД и ЭДС равны нулю.
Характеристика снимается в порядке изменения скорости, обратном тому, который имеет место при реальном торможении.
Значения токов статора, ротора, нагрузочной машины и значение
скорости (
показания приборов РА2, РА3, РА4, РV3) следует заносить в
табл. П2.4.
65
5. Снять и построить зависимость действующего значения ЭДС ро-
тора от скорости АД (Е
РОТ
(ω)).
Методические указания
Разомкнуть цепь ротора (убрать перемычки).
Переключатель SA1 замкнуть на обмотки регулятора напряжения
(РНТ), ручку регулятора повернуть влево до упора.
Замкнуть выключатель QA1, вращая ручку регулятора вправо,
установить номинальное напряжение. Двигатель не вращается, так как
ротор разомкнут.
Включить гонный двигатель (М3), установить минимальный ток
возбуждения генератора, замкнуть цепь нагрузочной машины
(SA2).
При неподвижном роторе снимать показания РV2.
Изменяя возбуждение генератора в одном направлении (увеличивая скорость) АД, затем в другом (увеличивая скорость АД в другом
направлении), снять показания РV2, РV3, по которым построить характеристику Е
РОТ
(ω).
6. Рассчитать для заданного преподавателем режима работы КПД
и cos φ.
Методические указания
По полученным в пунктах 2, 3 экспериментальным данным для заданной преподавателем рабочей точки, используя результаты по определению кривой потерь (пункт 2 данной программы), рассчитать по
формулам (31) КПД и cos φ.
Результаты работы в лаборатории сравнить с результатами домашней работы и сделать выводы.
4.3.3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Изобразить на графике электромеханическую и механическую
характеристики АД.
Объяснить, как изменяется их вид при изменении активного сопротивления в цепи ротора, амплитуды и частоты напряжения на статоре.
2. Изобразить на графике механическую характеристику АД при
работе в режиме динамического торможения.
Объяснить, как изменяется ее вид при изменении активного сопротивления в
цепи ротора и тока статора.
3. Изобразить и объяснить зависимость ЭДС ротора от скорости АД.
4. Почему при относительно большом пусковом токе АД относи-
тельно небольшой пусковой момент?
5. Чем объяснить стремление проектировщиков повысить коэффи-
циент мощности (cos φ) электроприводов переменного тока?
66
4.4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ИССЛЕДОВАНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА,
ВЫПОЛНЕННОГО ПО СИСТЕМЕ Г-Д
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда (см.
рис. 2.1), понять назначение машин и аппаратов стенда, освоить методику экспериментального определения электромеханических характеристик электропривода постоянного тока, выполненного по системе
Г-Д.
Закрепить теоретические знания относительно способов регулирования скорости в исследуемой системе ЭП и режимов работы ДПТ в
этой системе.
Оценить преимущества
данной системы по сравнению с электро-
приводами с реостатным регулированием скорости.
4.4.1. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Сведения, необходимые для выполнения домашнего задания, приведены в разделах 2 и 3 данного пособия.
1. Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда
(см. рис. 2.1), понять назначение машин и аппаратов стенда.
2. Расчитать по паспортным данным и построить естественную меха-
ническую
характеристику испытываемого двигателя и характери-
()M
Д
стику системы Г-Д, обеспечивающую при номинальном моменте номинальную скорость двигателя (основную характеристику системы Г-Д).
3. Рассчитать и построить механические характеристики системы Г-Д
для следующих вариантов значений параметров электрических цепей.
Вариант I:
а) ток возбуждения генератора равен нулю (i
ния двигателя равен номинальному значению (i
б) ток возбуждения генератора (i
гателя (i
ВД
= i
ном
);
= 0,5i
ВГ
ном
в) ток возбуждения генератора равен нулю (i
дения двигателя равен (i
= 0,8iВН).
ВД
Вариант II:
а) ток возбуждения генератора (i
гателя равен номинальному значению (i
67
= 0,2i
ВГ
ВД
= i
ном
ном
= 0), ток возбужде-
ВГ
= i
ном
);
ВД
), ток возбуждения дви-
= i
ВГ
), ток возбуж-
ном
), ток возбуждения дви-
);
б) ток возбуждения генератора (i
Е
гателя (i
ВД
= i
ном
);
в) ток возбуждения генератора (i
теля равен (i
= 0,7iВН).
ВД
= 0,7i
ВГ
ВГ
= i
), ток возбуждения дви-
ном
), ток возбуждения двига-
ном
Вариант III:
а) ток возбуждения генератора (i
двигателя равен номинальному значению (i
б) ток возбуждения генератора (i
двигателя (i
ВД
= i
ном
);
в) ток возбуждения генератора (i
теля равен (i
Примечание. Каждый студент бригады выполняет свой вариант. Препо-
даватель может задавать комбинацию пунктов «а», «б», «в», «г» из разных
вариантов.
= 0,6iВН).
ВД
= –0,2i
ВГ
= –0,7i
ВГ
= i
ВГ
), ток возбуждения
ном
= i
ВД
ном
);
ном
), ток возбуждения
ном
), ток возбуждения двига-
Характеристики пунктов 2, 3 домашнего задания рекомендуется
строить в одних осях (на одном рисунке).
По результатам домашней работы сделать выводы.
4.4.2. ПРОГРАММА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОГРАММЫ РАБОТЫ № 4
1. Получить допуск к выполнению лабораторной работы (ответить
на контрольные вопросы 1–5 (см. разд. 1 данного пособия)).
2. По разрешению преподавателя включить нагрузочный агрегат
(M4, G2, M2) и снять кривую механических потерь
мех
()Р
.
Методические указания
Данный пункт программы работы в лаборатории включен в программы всех лабораторных работ. Поэтому к нему даны общие методические указания (см. ниже, пункт 4.5).
3. Снять и построить характеристику холостого хода
()
i
ГВГ
гене-
ратора G1.
Методические указания.
Включить гонный двигатель (QA1), переключить вольтметр РV1 на
генератор. Изменяя ток возбуждения (R1 в цепи ОВ G1) от нуля до
максимального значения, снимать показания (5–7 точек) приборов РА3
и РV1.
4. При номинальном токе возбуждения двигателя снять основную и
искусственные механические характеристики системы Г-Д для трех
68
значений ЭДС генератора (Е
< Е2< Е3 < Е
1
), заданных преподавате-
ном
лем.
Определить статическую ошибку по скорости на характеристике,
полученной при ЭДС = Е
и соответствующий этой ошибке диапазон
1
регулирования скорости.
Методические указания
Установить номинальный (максимальный) ток возбуждения двигателя по прибору РА4 в цепи ОВ М1 (ИД). В соответствии с порядком
включения агрегатов стенда, изложенным в разд. 2.2.3, снять зависимость тока якорной цепи Г-Д (РА1) от скорости (PV3) для заданных
значений ЭДС генератора.
Механические характеристики М(ω) будут иметь такой же вид, как
I(ω), но при большем в КФ
раз масштабе по оси абсцисс.
Д
Диапазон регулирования определяется в соответствии с указаниями
разд. 3.5.2.
5. При номинальном значении ЭДС генератора для двух заданных
преподавателем значений тока возбуждения двигателя (i
ВД1
< i
ВД2
< i
ном
)
снять электромеханические характеристики системы Г-Д и рассчитать
механические характеристики.
Методические указания
Установить (по прибору РА4) заданный ток возбуждения М1 (ИД).
В соответствии с порядком включения агрегатов стенда, изложенным в разд. 2.2.3, снять зависимость тока якорной цепи Г-Д (РА1) от
скорости (PV3) при номинальном значении ЭДС генератора (PV1).
В соответствии с
лить значения КФ
кривой намагничивания двигателя (М1) опреде-
для заданных токов возбуждения. По эксперимен-
Д
тальным значениям токов якорной цепи рассчитать значения момента
и построить соответствующие характеристики М(ω).
6. При номинальном токе возбуждения двигателя М1 снять и построить
напряжения генератора G1 от тока двигателя),
стоянное значение скорости ω < ω
регулировочную характеристику системы Г-Д (зависимость
обеспечивающую по-
, заданное преподавателем.
н
Методические указания.
Установить (по прибору РА4) номинальный ток возбуждения М1
(ИД).
Изменяя ток возбуждения генератора G1, установить заданную
скорость в режиме холостого хода. Показания приборов РА1 и PV1
будут определять первую точку характеристики U
(I).
Г
Включить нагрузочный агрегат в соответствии с разд. 2.2.3.
69
Увеличить нагрузку (ток РА1) путем изменения тока возбуждения
G2 (R3) и установить прежнее значение скорости изменением тока
возбуждения генератора G1 (R2). Показания приборов РА1 и PV1 будут определять вторую точку характеристики U
трех-четырех точек, увеличивая ток до 1,5I
(I). Снять координаты
Г
.
ном
7. Для заданного преподавателем режима работы построить энерге-
тическую диаграмму и определить коэффициент полезного действия.
Методические указания
Для построения энергетической диаграммы воспользоваться указаниями разд. 4.5 данного пособия.
Для расчета коэффициента полезного действия воспользоваться
формулой (31).
4.4.3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните последовательность включения машин и электриче-
ских цепей системы Г-Д.
2. Объяснить, как можно регулировать скорость исполнительного
двигателя (М1) в системе Г-Д. Изобразите соответствующие характеристики.
3. Назовите достоинства и недостатки электропривода, выполненного по системе Г-Д, по сравнению с системой ЭП с реостатным регулированием скорости.
4. В
каком режиме работает система Г-Д, если двигатель вращается,
якорная цепь замкнута, а обмотка возбуждения генератора отключена?
5. Изобразите качественный вид динамической механической характеристики системы Г-Д при изменении тока возбуждения генератора.
4.5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КРИВОЙ
МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ
Чтобы снять кривую механических потерь, включают машины
нагрузочного агрегата в определенной последовательности.
Подается напряжение на обмотки возбуждения НМ и G2.
Устанавливаются по амперметрам в обмотке возбуждения НМ –
номинальный ток, в ОВ G2 – минимальный.
Включается гонный АД генератора нагрузочного агрегата (G2).
Замыкается якорная цепь НМ и G2 соответствующим выключате-
лем SA.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]