Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрические машины. Учебное пособие для СПО.pdf
Обозначение
Последовательная обмотка
Независимая обмотка возбуждения
( )
2
Рf=η
Окончание табл. 8.3
Название обмотки
Изображение
выводов
на схемах
начало конец
D1 D2
возбуждения
Параллельная обмотка возбуждения Е1 Е2
Независимая обмотка возбуждения
F1 F2
F1 F2
с четырьмя выводами для последовательного и параллельного включения
Вспомогательная по продольной оси
Вспомогательная по поперечной оси
F3 F4
H1 H2
J3 J4
На лицевой части стенда расположены: измерительные приборы электромагнитной системы (амперметры, вольтметры, тахометр), выключатель добавочного сопротивления в цепи якоря двигателя, реостат для регулирования
напряжения в цепи электромагнитного тормоза и ЛАТРы для регулирования
напряжения в цепях якоря и возбуждения двигателя.
Электромагнитный тормоз используется в качестве нагрузочного устройства.
8.3. Рабочее задание
1. Ознакомиться с конструкцией двигателя постоянного тока и нагрузоч-
ным устройством, занести в табл. 8.1, 8.2 паспортные и дополнительные данные
исследуемого двигателя.
2. По паспортным и дополнительным данным рассчитать величины, при-
веденные в табл. 8.4.
3. Снять и построить регулировочные характеристики Ω = f(I
U
= const и Мс = 0 и Ω = f(U) при I
ан
4. Снять и построить рабочие характеристики Ω, М
= const и Мс = 0.
в.н.
, Ia, Р1,
2
) при
в
.
5. Рассчитать и построить энергетическую диаграмму двигателя постоян-
ного тока с независимым возбуждением.
6. Снять и построить моментные, скоростные и механические характери-
стики для условий, предусмотренных в п. 4.6.
131
30
н
н
π=Ωп
н
щаанан
н
Ф
Ω
∆−⋅−
=
∑
URIU
с
ннан
Ф Ω= сЕ
аннэм.н
Ф IсМ =
н
2н
2н
Ω
=
Р
М
в.нв.нананн1
IUIUР +=
∑
−=∆
2н1н
РРр
%100
эм.н
2нэм.н
М
ММ
М
−
=∆
%1001
н1
∆∑
−=η
Р
р
8.4. Методические рекомендации
по выполнению рабочего задания
Электрическая схема испытательного стенда приведена на рис. 8.1.
1. Для ознакомления с конструкцией двигателя и нагрузочного устрой-
ства использовать учебно-методическую литературу, рекомендованную преподавателем, а также плакаты и стенды, установленные в лаборатории.
2. По паспортным и дополнительным данным вычислить:
; (8.1)
; (8.2)
; (8.3)
; (8.4)
; (8.5)
; (8.6)
; (8.7)
; (8.8)
. (8.9)
132
М∆
η
Единицы
Рассчитанные данные занести в табл. 8.4.
Таблица 8.4
Расчетные величины
Величины сФ
н
Е
ан
М
эм.н.
М
2н
Р
1н
∑р
н
Вб В Н·м Н·м кВт Вт % %
измерения
Значения
3. Снять регулировочные характеристики.
3.1. Ω = f(I
тока возбуждения I
) при Uан = const и Мс = 0. Установить номинальное значение
в
при Uа = Uан. Затем уменьшать ток возбуждения через ин-
в.н
тервалы так, чтобы получить 6–7 замеров. Последний замер должен быть при
минимальном токе возбуждения I
. Показания амперметра и тахометра зане-
в.min
сти в табл. 8.5.
Внимание! Уменьшать значение тока возбуждения меньше значения
минимального тока возбуждения категорически запрещено, так как двига-
тель может уйти «вразнос».
Таблица 8.5
Регулировочная характеристика Ω = f(I
) при Uан = const и Мс = 0
в
Измерено Вычислено
Uан, В Мс, Нм Iв, А п, об/мин Ω, рад/с
Построить регулировочную характеристику Ω
3.2. Ω = f(U) при I
тока возбуждения I
тем при I
= const понижать значение напряжения якоря через равные интер-
в.н.
= const и Мс = 0. Установить номинальное значение
в.н.
и номинальное значение напряжения якоря Uа = Uан. За-
в.н.
= f(Iв).
2
валы до возможно минимального напряжения (6–7 замеров). Показания вольтметра и тахометра записать в табл. 8.6.
133
S2
R
ЭМТ
ЭМТ
– 140 В
Трехфазный
А
В
С
QF
S1 V A
R
А1
А2
D1
D2 2B2 1B2 1B1 2B1
Однофазный
V
А
F2
F1
~220 В
Таблица 8.6
Регулировочная характеристика Ω = f(U) при I
= const и Мс = 0
в.н.
Измерено Вычислено
I
, А Мс, Нм Uа, В п, об/мин Ω, рад/с
в.н.
Построить регулировочную характеристику Ω = f(U).
ЛАТР
ЛАТР
д
Рис. 8.1. Принципиальная электрическая схема испытательного стенда
с двигателем постоянного тока независимого возбуждения
и электромагнитным тормозом
134
Измерено
Вычислено
Uа,
Uв, В Iа, А Iв, А п,
М,
Р1,
Ω,
Мэм,
М2,
Р2,
η,
( )
3
вваа1
10
−
+= IUIUР
30
π⋅
=Ω
п
анэм
Ф IсМ ⋅=
0эм2
МММ −=
4. Построить рабочие характеристики.
Установить номинальное значение напряжение якоря U
буждения I
= I
в
. Загрузить двигатель до максимального значения момента
в.н
= Uан и тока воз-
а
на валу (первый отсчет). Затем, уменьшая момент, ориентироваться по отметкам на шкале электромагнитного тормоза. Последний отсчет должен быть при
М
= 0. Показания всех приборов занести в табл. 8.7 (6–7 отсчетов). По изме-
с
ренным значениям рассчитать параметры, используя формулы, приведенные
ниже, и занести их в расчетную часть табл. 8.7.
Таблица 8.7
Рабочие характеристики двигателя постоянного тока
В
об/мин
дел
кВт
рад/с
Н∙м
Н∙м
кВт
%
Формулы для расчета рабочих характеристик двигателя постоянного тока
с независимым возбуждением:
− мощность, потребляемая двигателем от источника питания, кВт:
− угловая скорость вращения якоря двигателя, рад/с:
− электромагнитный момент, Н∙м:
; (8.10)
; (8.11)
; (8.12)
− момент на валу двигателя, Н∙м:
; (8.13)
135
3
22
10
−
⋅Ω⋅= МР
%
100
1
2
Р
Р
=η
( )
2
Рf=η
ввв
IUР =
2
анаэ
IRр
∑
=∆
анщщ
IUр =∆
н
0
мехм
Ω
=∆+∆
М
рр
2
ан
а
н1д
01,0
=∆
I
I
Рр
щэв1эм
ррРРР ∆−∆−−=
значение М0 принимается М0 = Мэм при нагрузке на валу двигателя, равной нулю (М
= 0);
с
− полезная мощность на валу двигателя, кВт:
− коэффициент полезного действия двигателя, %:
Построить рабочие характеристики Ω, М
5. Рассчитать и построить энергетическую диаграмму двигателя постоян-
ного тока для номинального режима работы:
; (8.14)
. (8.15)
, Ia, Р1,
2
.
; (8.16)
; (8.17)
; (8.18)
; (8.19)
; (8.20)
. (8.21)
6. Построить моментные, скоростные и механические характеристики.
6.1. Установить номинальное значение напряжение якоря U
возбуждения I
= I
в
. С помощью электромагнитного тормоза загрузить двига-
в.н
= Uан и тока
а
тель до максимального значения (первый отсчет). Затем, уменьшая момент,
136
н
ФФ сс =
min
ФФ
сс =
min
Фс
в.н
в.min
нmin
ФФ
I
I
сс =
ориентироваться по отметкам на шкале электромагнитного тормоза. Последний
отсчет должен быть при М
= 0. Показания всех приборов занести в табл. 8.8
с
(6–7 отсчетов).
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
Ω = f(М
) при I
эм
= const, Uа= Uан = const
в.н
Измерено Вычислено
Iв,
А
М ′,
дел
Iа,
А
п,
об/мин
Ω,
рад/с
Еа,
По измеренным значениям, используя вышеперечисленные формулы,
рассчитать остальные величины. Для расчетов принять
В
Мэм,
Н∙м
.
Таблица 8.8
М2,
Н∙м
Повторить эксперимент при I
Для расчетов принять
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
Ω = f(М
Измерено Вычислено
Iв,
А
М ′,
дел
Iа,
А
) при I
эм
= I
в
. Результаты замеров занести в табл. 8.9.
в.min
. Путем решения пропорции найти
.
= const, Uа = Uан = const
в.min
п,
об/мин
Ω,
рад/с
Еа,
В
Мэм,
Н∙м
:
Таблица 8.9
М2,
Н∙м
6.2. Включить в цепь якоря добавочное сопротивление R
перименты при I
в.н
и I
для условия, когда в цепь якоря включено добавочное
в.min
. Повторить экс-
д
сопротивление. Результаты замеров и расчетов записать в табл. 8.10 и 8.11.
137
Таблица 8.10
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
Iв,
А
Ω = f(М
) при I
эм
= const, Uа = Uан = const, R∑а = Rа + R
в.н
Измерено Вычислено
М ′,
дел
Iа,
А
п,
об/мин
Ω,
рад/с
Еа,
В
Мэм,
Н∙м
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
Ω = f(М
) при I
эм
= const, Uа = Uан = const, R∑а = Rа + R
в.min
д
М2,
Н∙м
Таблица 8.11
д
Измерено Вычислено
Iв,
А
М ′,
дел
Iа,
А
п,
об/мин
Ω,
рад/с
Еа,
В
Мэм,
Н∙м
М2,
Н∙м
Рассчитать значение добавочного сопротивления, используя уравнение
механической характеристики двигателя постоянного тока.
Построить в одной системе координат моментные, скоростные и механи-
ческие характеристики подп. 6.1–6.2.
6.3. Зашунтировать добавочное сопротивление из цепи якоря. Установить
значение напряжение якоря U
= 200 В и тока возбуждения Iв = I
а
. С помощью
в.н
электромагнитного тормоза загрузить двигатель до максимального значения
(первый отсчет). Затем, уменьшая момент, ориентироваться по отметкам на
шкале электромагнитного тормоза. Последний отсчет должен быть при М
Повторить эксперимент при U
= 180 В и тока возбуждения Iв = I
а
замеров и расчетов записать в табл. 8.12 и 8.13.
138
Результаты
в.н.
= 0.
с
Измерено
Вычислено
Iв, А М ′,
Iа, А п,
Ω,
Еа,
Мэм,
М2,
Измерено
Вычислено
Iв, А М ′,
Iа, А п,
Ω,
Еа,
Мэм,
М2,
Таблица 8.12
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
дел
Ω = f(М
) при I
эм
об/мин
= const, Uа = 200 В
в.н
рад/с
В
Н∙м
Таблица 8.13
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
дел
Ω = f(М
) при I
эм
об/мин
= const, Uа = 180 В
в.н
рад/с
В
Н∙м
Н∙м
Н∙м
Построить в одной системе координат механические характеристики при
U
= Uн, Uа = 200 В, Uа = 180 В. Данные для построения механической характе-
а
ристики U
= Uан взять из табл. 8.7.
а
8.5. Расчетная часть
Рассчитать и построить в одной системе координат следующие механиче-
ские характеристики двигателя постоянного тока:
= Uан, тока возбуждения
а
≠ Uан, тока возбуждения
а
≠ Uан, тока возбуждения
а
I
I
I
= I
в
= I
в
≠ I
в
1) искусственную при значении напряжения U
, добавочного сопротивления Rд ≠ 0;
в.н
2) искусственную при значении напряжения U
, добавочного сопротивления Rд ≠ 0;
в.н
3) искусственную при значении напряжения U
, добавочного сопротивления Rд ≠ 0;
в.н
4) искусственную при обрыве цепи возбуждения, значении напряжения
U
= Uан, добавочного сопротивления Rд = 0.
а
При расчете магнитную систему считать ненасыщенной, реакцией якоря
пренебречь. При расчете использовать паспортные данные исследуемого двига-
139
Номер
н
ост
ФФс
с
1
150
0,5⋅I
3,2
0,03
1,1⋅М2н
2
180
0,6⋅I
3,5
0,03
1,2⋅М2н
3
170
0,7⋅I
4,0
0,04
0,8⋅М2н
4
160
0,55⋅I
5,5
0,05
0,9⋅М2н
5
190
0,65⋅I
6,5
0,03
1,2⋅М2н
6
200
0,75⋅I
7,0
0,04
0,85⋅М2н
7
220
0,8⋅I
2,5
0,04
0,75⋅М2н
8
200
0,9⋅I
10,0
0,05
0,95⋅М2н
9
160
0,85⋅I
15,0
0,03
1,05⋅М2н
10
150
0,95⋅I
15,5
0,05
1,1⋅М2н
11
140
1,05⋅I
12,5
0,04
1,2⋅М2н
12
150
1,1⋅I
14,0
0,04
1,15⋅М2н
13
145
0,9⋅I
8,0
0,03
0,8⋅М2н
14
155
0,55⋅I
8,5
0,03
0,9⋅М2н
15
190
0,95⋅I
9,0
0,05
0,85⋅М2н
16
200
0,85⋅I
4,5
0,04
0,7⋅М2н
17
195
0,8⋅I
6,5
0,03
0,85⋅М2н
18
185
0,75⋅I
15,0
0,03
0,95⋅М2н
19
170
0,65⋅I
5,0
0,05
0,8⋅М2н
20
160
0,55⋅I
3,5
0,04
0,9⋅М2н
21
220
0,5⋅I
4,5
0,05
0,75⋅М2н
22
200
0,6⋅I
8,5
0,04
0,7⋅М2н
23
205
0,7⋅I
9,5
0,03
0,85⋅М2н
24
200
0,8⋅I
13,5
0,03
0,8⋅М2н
25
180
0,9⋅I
13,0
0,04
0,9⋅М2н
теля постоянного тока. Дополнительные данные взять в табл. 8.14, Фс найти путем решения пропорции (см. п. 6.1.);
5) рассчитать I
варианта
/ Iан, Ω/ Ωн, сделать выводы.
а
Данные для выполнения расчетной
части лабораторной работы
, В Iв, А Rд, Ом
U
а
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
Таблица 8.14
Мс, Н⋅м
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
в.н
140