Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрические машины. Учебное пособие.pdf
Таблица 5.6
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
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. 5.1. Принципиальная электрическая схема испытательного стенда
с двигателем постоянного тока независимого возбуждения
и электромагнитным тормозом
81
4. Построить рабочие характеристики.
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 −=
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. 5.7 (6–7 отсчетов). По изме-
с
ренным значениям рассчитать параметры, используя формулы, приведенные
ниже, и занести их в расчетную часть табл. 5.7.
Таблица 5.7
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:
; (5.10)
; (5.11)
; (5.12)
− момент на валу двигателя, Н∙м:
; (5.13)
82
значение М0 принимается М0 = Мэм при нагрузке на валу двигателя, равной ну-
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 ∆−∆−−=
лю (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:
; (5.14)
. (5.15)
, Ia, Р1,
2
.
; (5.16)
; (5.17)
; (5.18)
; (5.19)
; (5.20)
. (5.21)
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,
83
ориентироваться по отметкам на шкале электромагнитного тормоза. Последний
н
ФФ сс =
min
ФФ
сс =
min
Фс
в.н
в.min
нmin
ФФ
I
I
сс =
отсчет должен быть при М
= 0. Показания всех приборов занести в табл. 5.8
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
По измеренным значениям, используя вышеперечисленные формулы,
рассчитать остальные величины. Для расчетов принять
Еа,
В
Таблица 5.8
Мэм,
Н∙м
.
М2,
Н∙м
Повторить эксперимент при I
Для расчетов принять
Механическая характеристика двигателя постоянного тока
Ω = f(М
Измерено Вычислено
Iв,
А
М ′,
дел
эм
Iа,
А
) при I
об/мин
= I
в
. Результаты замеров занести в табл. 5.9.
в.min
. Путем решения пропорции найти
.
= const, Uа = Uан = const
в.min
п,
Ω,
рад/с
Еа,
В
Мэм,
Н∙м
:
Таблица 5.9
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. 5.10 и 5.11.
84
Таблица 5.10
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 5.11
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. 5.12 и 5.13.
85
Результаты
в.н.
= 0.
с
Таблица 5.12
Измерено
Вычислено
Iв, А М ′,
Iа, А п,
Ω,
Еа,
Мэм,
М2,
Измерено
Вычислено
Iв, А М ′,
Iа, А п,
Ω,
Еа,
Мэм,
М2,
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 5.13
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. 5.7.
а
5.5. 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-
86
теля постоянного тока. Дополнительные данные взять в табл. 5.14, Фс найти пу-
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
тем 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 5.14
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
87
5.6. Методические указания к оформлению отчета
по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется индивидуально каждым студентом в соответствии с требованиями, принятыми на кафедре электротехники.
Отчет состоит из титульного листа и основной части. На титульном листе указывается наименование университета, факультета и кафедры, где выполняется
лабораторная работа; название лабораторной работы; группа, фамилия студента
и дата выполнения работы; фамилия преподавателя. В основную часть отчета
должны быть включены:
1. Номер стенда.
2. Цель лабораторной работы.
3. Паспортные и дополнительные данные исследуемого двигателя (см.
табл. 5.1 и 5.2).
4. Принципиальная электрическая схема установки (см. рис. 5.1).
5. Расчет основных характеристик двигателя и табл. 5.4.
6. Таблицы 5.5 и 5.6 и графики регулировочных характеристик Ω = f(I
при U
= const и Мс = 0, Ω = f(Uа) при I
ан
= const и Мс = 0.
в.н.
)
в
7. Таблица 5.7 с расчетными формулами, графики рабочих характеристик
двигателя.
8. Таблицы 5.8–5.11 и графики моментных, скоростных и механических
характеристик в одной системе координат.
9. Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока для номинально-
го режима работы.
10. Решение индивидуального задания с указанием варианта, расчета и по-
строения механических характеристик.
11. Выводы по работе: дать краткий анализ регулировочных, рабочих, механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, построенных в отчете. Сравнение экспериментальных и теоретических
данных.
88
6. Расчетно-графическая работа
.
Ф
Ф
н
ост
Номер
Р2н,
Uн, В nн,
ηн,
R
,
R
,
r
,
Rр,
rр,
н
ост
0
1,0
110
3 000
71,5
0,6
0,35
92
5Ra
rв 0,05
1
0,9
110
2 000
73
0,644
0,4
87
7 Ra
0,5 rв
0,04
2
1,3
110
3 150
76
0,355
0,355
87
9 Ra
rв 0,03
3
0,55
220
3 000
71
3,99
2,55
810
10 Ra
0,5 rв
0,05
4
0,75
110
3 000
78,5
0,644
0,4
192
4 Ra
rв 0,03
5
1,2
220
2 200
76,5
1,792
0,93
395
6 Ra
0,5 rв
0,04
6
2
110
3 000
78,5
0,201
0,135
73
8 Ra
rв 0,05
7
1,1
220
1 500
74
2,2
1,57
295
10 Ra
0,5 rв
0,03
8
1,7
110
2 200
77
0,294
0,235
81
5 Ra
rв 0,04
«Исследования двигателя постоянного тока
с параллельным возбуждением»
Известны следующие технические данные двигателя постоянного тока
с параллельным возбуждением (табл. 6.1):
1. Номинальная мощность Р
2. Номинальное напряжение U
3. Номинальная скорость вращения п
2н
.
.
н
.
н
4. Номинальный КПД η.
5. Сопротивление обмотки якоря при t = 15 ºС, R
6. Сопротивление добавочных полюсов при t = 15 ºС, R
7. Сопротивление обмотки возбуждения при t = 15 ºС, r
8. Падение напряжения на щетках при I
≠ 0, Δ Uщ = 2 В.
а
а(15)
.
.
дп(15)
.
в(15)
9. Класс изоляции В (t = 75 ºС).
10. Материал обмоток — медь.
11. Сопротивление регулировочного реостата в цепи якоря, R
.
р
12. Сопротивление регулировочного реостата в цепи возбуждения r
13. Отношение остаточного магнитного потока к номинальному
.
р
варианта
Исходные данные к расчетно-графической работе
кВт
об/мин
%
а(15)
Ом
дп(15)
Ом
в(15)
Ом
Ом
Таблица 6.1
Ом
89
Окончание табл. 6.1
Номер
Р2н,
Uн, В nн,
ηн,
R
,
R
,
r
,
Rр,
rр,
н
ост
9
2,2
220
3 150
81
0,52
0,51
295
7 Ra
0,5 rв
0,05
10
1,5
110
1 500
70
0,42
0,355
44
9 Ra
rв 0,03
11
2,5
220
2 200
76
0,788
0,682
156
4 Ra
0,5 rв
0,04
12
3,4
110
3 350
79,5
0,198
0,051
33,5
6 Ra
rв
0,05
13
5,3
220
3 000
80
0,242
0,195
96,3
8 Ra
rв
0,03
14
1,4
110
3 000
78,5
0,196
0,134
111
10 Ra
0,5 rв
0,04
15
1,6
110
750
68
0,472
0,308
35
5 Ra
rв
0,05
16
7,0
110
2 200
81
0,067
0,049
25,6
7 Ra
0,5 rв
0,04
17
4,0
220
1 500
79
0,564
0,336
134
9 Ra
rв
0,05
18
10,5
440
3 000
85
0,564
0,336
222
4 Ra
0,5 rв
0,03
19
1,9
110
750
71
0,322
0,27
37,5
6Ra
rв
0,04
20
3,0
220
1 000
75,5
0,88
0,64
138
8Ra
0,5 rв
0,05
21
5,5
110
1 500
80
0,08
0,066
27,8
10Ra
rв
0,03
22
8,5
440
2 240
84,5
0,67
0,445
178
5Ra
rв
0,04
23
3,7
220
2 360
81
0,346
0,224
202
7Ra
rв
0,05
24
6,7
440
3 000
86,5
0,518
0,323
276
9Ra
0,5 rв
0,03
( )
эм
Мf=Ω
щ0
∆Ω−∆Ω−Ω=Ω
0
Ω
∆Ω
щ
∆Ω
варианта
кВт
об/мин
%
а(15)
Ом
дп(15)
Ом
в(15)
Ом
Ом
Ом
При выполнении расчетно-графической работы необходимо произве-
сти следующие действия:
1. Начертить электрическую схему двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением с включением добавочных регулировочных реостатов
в цепь якоря R
и в цепь обмотки параллельного возбуждения rр.
р
2. Определить сопротивления якоря, добавочных полюсов и обмотки параллельного возбуждения, привести к расчетной температуре, соответствующей классу изоляции В.
3. Определить номинальную мощность на входе двигателя постоянного
тока Р
на валу М
, номинальные токи якоря Iан и возбуждения iвн, номинальный момент
1н
.
2н
4. Вывести уравнение механической характеристики двигателя постоян-
ного тока
скорость идеального холостого хода;
и привести его к виду
— перепад скорости, обусловленный
, где
— угловая
моментом сопротивления на валу;
напряжения на щетках.
— перепад скорости из-за падения
90