Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрооборудование. Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ. Учебное пособие
.pdf
22
СОДЕРЖАНИЕ
Правила работы студентов в электротехнических
лабораториях МГАВТ…………………………………………… 4
1. Общие положения……………………………………………. 4
2. Техника безопасности при работе в действующих электро-
установках лаборатории………………………………………. 4
3. Общие правила внутреннего распорядка при работе в элек-
тротехнических лабораториях МГАВТ…………………….. 6
4. Подготовка к экспериментальным исследованиям………… 6
5. Выполнение экспериментальных исследований…………… 7
6. Обработка результатов и оформление отчета………………. 9
Лабораторная работа № 1. Изучение и исследование контакторов, магнитных пускателей и реле автоматики……………… 11
Лабораторная работа № 2. Автоматический реостатный пуск
двигателя постоянного тока в функции времени………………. 17
Лабораторная работа № 3. Автоматическое управление пуском
и торможением асинхронного двигателя с короткозамкнутым
ротором……………………………………………………………. 23
Лабораторная работа № 4. Автоматический пуск асинхронного
электродвигателя с фазным ротором в функции времени…….. 29
Лабораторная работа № 5. Контроллерное управление двухскоростным асинхронным электродвигателем………………… 36
Лабораторная работа № 6. Управление электроприводом грузовой лебедки………………………………………………………… 41
Лабораторная работа № 7. Автоматическое управление пуском
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором переключением обмоток статора со «звезды» на «треугольник»………... 46
Лабораторная работа № 8. Изучение тиристорного пускателя.... 52
Лабораторная работа № 9. Параллельная работа синхронного
генератора с сетью……………………………………………….. 62
Рекомендуемая литература………………………………………. 66
Приложения………………………………………………………. 67
Приложение А. Технические данные электрических машин. Ма-
шины постоянного тока…………………………………………… 68
Приложение Б. Технические данные электрических машин. Ма-
шины переменного тока………………………………………….. 69
Приложение В. Технические данные трансформаторов……….. 70
23
Лабораторная работа № 1
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТОРОВ, МАГНИТНЫХ
ПУСКАТЕЛЕЙ И РЕЛЕ АВТОМАТИКИ
1. Цель работы: изучение и исследование основных аппаратов релейно-
контактной автоматики. Выбор контакторов и магнитных пускателей.
2. Рабочее задание:
2.1. Изучить устройство, принцип действия, назначение, применение и
основные приемы наладки и регулирования контакторов, реле и магнитных пускателей.
2.2. Изучить основные особенности и различия в устройстве и примене-
нии релейно-контактных аппаратов постоянного и переменного тока.
2.3. Изучить устройство и принцип действия электромагнитного реле
времени с демпферной гильзой. Определить экспериментально диапазон изменения выдержки времени, изучить способы регулирования уставки реле времени.
2.4. Изучить устройство, принцип действия и способы регулировки теп-
лового реле. Снять токо-временную характеристику теплового реле.
2.5. Собрать схему прямого пуска асинхронного электродвигателя с ко-
роткозамкнутым ротором при помощи магнитного пускателя, изучить ее работу и работу защит в такой схеме.
3. Методические рекомендации к выполнению работы:
3.1. При изучении устройства, принципа действия, назначения и приме-
нения аппаратов (п.п. 2.1 и 2.2) рекомендуется использовать материал лекций и учебников. Технические данные оборудования, задействованного в эксперименте (электродвигатель, контакторы, реле, магнитные пускатели и др.), рекомендуется представить в табличной
форме. Форма таблицы разрабатывается студентами самостоятельно,
перед заполнением рекомендуется проконсультироваться с преподавателем.
3.2. К п.2.3 рабочего задания. Электромагнитное реле времени с демп-
ферной гильзой. При выполнении этого пункта возникнет необходи-
мость регулировать уставку реле времени изменением толщины
диамагнитной прокладки (грубая регулировка) и (или) усилия сжатия возвратной пружины реле (тонкая регулировка). Для определения выдержки времени используется электромеханический секундомер РТ. К секундомеру подключаются катушка реле времени КТ
(рис. 1.1, клеммы 1 и 2) и его размыкающий контакт с выдержкой
времени при замыкании (клеммы 3 и 4). К сетевым зажимам секундомера ≈ 220 В и =220 В подключается питание от лабораторных
сетей постоянного и переменного тока.
Схема работает следующим образом. При замкнутых выключате-
лях SA1 и SA2 реле КТ срабатывает и размыкает свой контакт.
24
рТ – секундомер; КТ – реле времени; SA1 - выключатель цепи пере-
менного тока; SA2 - выключатель цепи постоянного тока
Рисунок 1.1 - Схема подключения исследуемого реле к секундомеру.
SA2
KT
KT
+ -
220
=220
pT
1
4
3
2
SA1
Для измерения выдержки времени исследуемого реле размыкают
выключатель SA2. При этом секундомер пускается в ход, отсчитывая промежуток времени между моментом прекращения протекания
тока по катушке реле времени и замыканием его размыкающего контакта.
Определение и регулирование выдержки времени реле произво-
дится в следующем порядке.
В исходном состоянии оборудования определяют выдержку вре-
мени при случайном натяжении возвратной пружины реле. Для этого
включают выключатели SA1 и SA2 (верхнее положение). Реле КТ
должно сработать (якорь реле притянется к сердечнику, контакты
реле переключатся). При размыкании выключателя SA2 прекращается прохождение тока по обмотке реле, контакты реле при этом переключатся с выдержкой времени, которую зафиксирует секундомер.
Для повышения точности измерения опыт проводят не менее трех
раз. Выдержка времени рассчитывается как среднее арифметическое
по трем замерам и записывается в отчет. Далее следует увеличить
(или уменьшить по указанию преподавателя) выдержку (уставку)
реле времени на 0,3 с. по сравнению с исходной, используя метод
тонкой регулировки. И, наконец, следует уменьшить уставку на 1,5 с,
используя метод грубой регулировки. Все материалы этой части эксперимента занести в отчет.
3.3. К п. 2.4 рабочего задания. Тепловое реле. Для выполнения эксперимента собирают схему, представленную на рисунке 1.2. Токо-
25
временная характеристика снимается при двух-, трех-, четырех- и
КК – реле тепловое; R - нагрузочный резистор (ламповый реостат);
КМ – контактор; рА –измерительный прибор; QF1, QF2 - автоматиче-
ские выключатели
Рисунок 1.2 - Схема для экспериментального определения зависимо-
сти времени срабатывания теплового реле от тока в цепи нагреватель-
ного элемента. Примерный вид токо-временной характеристики теп-
лового реле представлен на рис. 1.3
0
I
I
t
н
1
Рисунок 1.3 – Токо-временная характеристика теплового реле. Ток пред-
ставлен в относительных единицах
KM
pA
R
KK
220
QF1
A C
KM
SB1 SB2
220
KK
QF2
KM
пятикратном значениях номинального тока исследуемого реле.
26
l m
A
n
B
o
M
C
p
Сеть
KM
KK
q
KK
KK
KM
Сеть
KM
SB1
a
SB2
QF1
b
QF2
Рисунок 1.4 – Схема нереверсивного магнитного пускателя
При выполнении эксперимента для каждого значения кратности номи-
нального тока теплового реле следует зафиксировать время срабатывания теплового реле (промежуток времени между нажатием кнопки SB2 и
размыканием главных контактов контактора КМ и погасанием ламп ).
После каждого срабатывания теплового реле перед последующим
включением следует сделать паузу в эксперименте не менее 3 минут для
того, чтобы иметь возможность кнопкой принудительного возврата вернуть контакт теплового реле в исходное замкнутое состояние после остывания биметаллической пластины до температуры окружающей среды. Данные эксперимента заносятся в таблицу (форма таблицы разрабатывается студентами самостоятельно); по таблице строится токовременная характеристика в масштабе в относительных единицах. Примерный вид характеристики представлен на рис. 1.3.
3.3. К п. 2.5 рабочего задания. Прямой пуск асинхронного электродви-
гателя при помощи магнитного пускателя. Вид магнитного пуска-
теля (нереверсивный или реверсивный) задается преподавателем.
Изучить назначение и устройство магнитного пускателя, назначение и
функционирование каждого элемента схемы в отдельности и всей электрической схемы в целом. Собрать схему магнитного пускателя, предложенного преподавателем (рис.1.4 или рис. 1.5). Обмотки электродвигателя собираются в ЗВЕЗДУ или в ТРЕУГОЛЬНИК по заданию преподавателя. Запустить электродвигатель, затем остановить его. В том случае,
если задана сборка схемы реверсивного пускателя, реверсировать электродвигатель. Убедиться в работе блокировок при одновременном нажатии кнопок ВПЕРЕД и НАЗАД.
27
C
KK
A
KM1 KM2
B
QF1
KM1
KM1
KM1
KK
KM2
SB1
KM2
SB2
KM2
SB3
QF2
Рисунок 1.5 – Схема реверсивного магнитного пускателя
4. Содержание отчета:
4.1. Название работы.
4.2. Цель работы.
4.3. Рабочее задание.
4.4. Технические данные оборудования, задействованного в эксперимен-
те (электродвигатель, контактор, магнитный пускатель, реле, измерительные приборы).
4.5. Электрические схемы экспериментальных установок по каждому
опыту. Схемы выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ и
должны содержать расшифровку буквенно-цифровых обозначений
аппаратов. Допускается расшифровку обозначений и технические
данные оборудования представлять в виде спецификации.
4.6. Токо-временная характеристика теплового реле должна быть приве-
дена в табличной и графической формах в относительных единицах.
4.7. ВЫВОДЫ.
28
5. Контрольные вопросы:
5.1. Определить технические данные реверсивного магнитного пускателя
(схема рис. 1.5) для электродвигателя, имеющего заданные преподавателем параметры. (Например, РН = 20 кВт; U
Л сети
= 220 В; ηН =
80%; cos φH = 0,75. Обмотки двигателя соединены в
ТРЕУГОЛЬНИК).
5.2. Описать работу защит в схемах реверсивного и нереверсивного маг-
нитного пускателя (рис. 1.4 и рис. 1.5).
5.3. Понятие «уставка» для исследуемых в работе реле. Каким образом
и для в каких целях регулируется уставка ?
5.4. Что означает термин « перегрузка электродвигателя» ? По каким
причинам может возникнуть перегрузка электродвигателя ? Каким
образом можно судить о наличии перегрузки и о ее величине ? Почему необходимо ограничивать время работы электродвигателя с перегрузкой ? Каким образом происходит отключение электродвигателя от сети при перегрузке в схемах с магнитным пускателем ?
5.5. Пользуясь полученной в результате эксперимента токо-временной
характеристикой, определить время, через которое электродвигатель
отключится от сети при нагрузке в 270 % номинальной.
5.6. Каким образом и по каким признакам можно различить релейно-
контактные аппараты постоянного и переменного тока ?
5.7. Объясните устройство и принцип действия дугогасительного уст-
ройства в контакторе.
5.8. Объясните назначение короткозамкнутого кольца в магнитной сис-
теме контактора переменного тока.
5.9. К каким последствиям может привести ошибочное включение кон-
тактора постоянного тока в цепь переменного тока и наоборот (в
главной цепи и в цепи управления) ?
5.10. Почему контактор используют для дистанционного управления
мощными потребителями, а рубильник или автоматический выключатель не используют ?
5.11. По каким внешним признакам можно различить контактор и реле ?
29
Лабораторная работа № 2
I
c
я
I
d e
f
Я2
a
b
2
0
1
R
R
Я1
R
М М
R
М
R
М
I
m
I
RЯ – сопротивление якоря электродвигателя; R1 – сопротивление
первой ступени ускорения; R2 сопротивление второй ступени уско-
рения
Рисунок 2.1 – К построению пусковой диаграммы электродвигателя
постоянного тока
сн
сн 2 2 1 1
Я
ω
n
АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕОСТАТНЫЙ ПУСК ДВИГАТЕЛЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА В ФУНКЦИИ ВРЕМЕНИ
1. Цель работы: изучение, сборка и наладка схемы автоматического
управления пуском двигателя постоянного тока в функции времени.
Расчет и построение пусковой диаграммы.
2. Рабочее задание:
2.1. Ознакомиться с оборудованием экспериментальной установки. Уяс-
нить состав установки и назначение ее отдельных элементов. Записать марки и технические данные электрических машин и аппаратов
управления, используемых в эксперименте.
2.2. Рассчитать сопротивления пусковых резисторов при числе ступеней
пуска m = 2. Построить пусковую диаграмму двигателя в осях ω =
f(M). Примерный вид пусковой диаграммы представлен на рис. 2.1.
ПРИМЕЧАНИЕ: Пункт 2.2 выполняется по указанию преподавателя. Если расчет пусковой диаграммы не производится, то в работе
используются следующие пусковые резисторы (рис. 2.2): R1 =80 Ом;
R2 =25 Ом.
30
2.3. Собрать электрическую цепь, представленную на рис. 2.2, опробовать
LM1
0...220B, 2A
SF1
Ш1
+
Ш2
pA1
_
KM2
_
Д2
KM1
0...220B, 10A
+
MpA2
R1
С2
Я1
KM3
QF
С1
LM2
R2
Lp
KM1
SB1
KT1
KT1
KM2
KM1
KT2
KM3
SF2
SB2
=220В
KM1
KT2
KM2
Рисунок 2.2 – Схема автоматического пуска электродвигателя посто-
янного тока в функции времени
+
_
ее в работе. Сериесная обмотка LM2 включается по указанию преподавателя.
31
2.4. Произвести наладку схемы. Продолжительность разгона двигателя на
ЯН
R
Я
R
Я
R
*
ЯН
I
H
U
ЯН
R
первой ступени пуска принять 0,5 с, на второй ступени – 0,2 с.
3. Методические рекомендации к выполнению работы:
3.1. Выбрать реле времени, необходимые для осуществления пуска ω =
f(t) и произвести их настройку. Выдержку времени реле КТ1 установить равной 0,5 с, реле КТ2 = 0,2 с. Для выполнения этой операции
рекомендуется воспользоваться методикой, описанной в п. 3.2 методических рекомендаций к лабораторной работе № 1.
3.2. К п. 2.2 рабочего задания. Рассчитать сопротивления пусковых ре-
зисторов и построить пусковую диаграмму двигателя. Расчет пусковой диаграммы выполнить аналитическим либо графоаналитическим
методом по указанию преподавателя. По указанию преподавателя
расчет пусковых резисторов может быть выполнен обоими упомянутыми выше методами с последующим их сравнением. Разница в значениях рассчитанных величин резисторов не должна превышать 10
%.
3.2.1. Аналитический метод расчета.
3.2.1.1. Рассчитываются сопротивления пусковых резисторов при числе
пусковых ступеней m = 2. При выполнении расчетов для двигателя с параллельным возбуждением пусковая диаграмма может
быть рассчитана по указанию преподавателя в осях ω = f(М) или
ω=f(IЯ ).
3.2.1.2. Определяется относительная величина сопротивления якоря дви-
гателя (относительные величины помечены далее звездочкой *):
R
=
д*
где
RΣ = RОЯ + RДП + RЩ + R
RОЯ - сопротивление обмотки якоря, Ом;
RДП - сопротивление обмотки добавочных полюсов, Ом;
RЩ - сопротивление щеток и щеточного контакта, Ом;
RСО - сопротивление сериесной обмотки, Ом.
Сопротивление RΣЯ приведено в Приложении к методическому
пособию,
Для двигателя постоянного тока номинальным сопротивлением
якоря R
щее из внутреннего и внешнего сопротивления, котрое при непод-
называют такое сопротивление силовой цепи, состоя-
ЯН
- номинальное сопротивление якоря.
- сопротивление цепи якоря, Ом;
СО
,
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]