- •1.1. Общие сведения
- •Конструкция тягового генератора постоянного тока типа гп311б
- •1.3. Содержание отчета
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Конструкция тягового генератора переменного тока гс501а и тягового агрегата а714
- •2.3. Содержание отчета
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Методика графического построения регулировочной характеристики тг тепловоза
- •3.3. Описание лабораторной установки
- •3.4. Порядок выполнения работы
- •3.5. Содержание отчета
- •3.6. Контрольные вопросы
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Содержание отчета
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Отличительные особенности тяговых электродвигателей
- •5.3. Содержание отчета
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Содержание отчета
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Описание лабораторной установки и пояснения к работе
- •7.3. Порядок выполнения работы
- •7.4. Содержание отчета
- •7.5. Контрольные вопросы
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
7.1. Общие сведения
В соответствии с ГОСТ 2582 - 81 для тяговых электрических машин после их изготовления предусмотрены следующие типы испытаний: приемо-сдаточные, периодические, квалификационные, типовые и ресурсные.
Приемо - сдаточнымиспытаниям подвергается каждая выпущенная или отремонтированная машина. Цель этих испытаний – установление исправности машины и соответствия ее параметров техническим данным машин того же типа и техническим условиям действующих стандартов.
Квалификационныеиспытания проводятся при изготовлении электрических машин новых типов и при освоении выпуска машин другим изготовителем для определения основных характеристик и проверки соответствия их расчетным данным и действующим стандартам.
Типовыеиспытания выполняются по программе квалификационных испытаний при изменении конструкции, материалов технологического процесса изготовления. Стандартом предусматривается возможность включения в программу дополнительных испытании согласованных с заказчиком и утвержденных в соответствующем порядке.
Периодические испытания серийных машин, находящихся в производстве, проводятся один раз в два года, по требованию заказчика – ежегодно. Эти испытания выполняются по программе квалификационных испытаний за исключением некоторых пунктов.
Ресурсныеиспытания проводятся на машинах из опытной партии, их цель – определить безотказность машины и назначить ей ресурс. Ресурсные испытания включают в себя механические испытания на износ, по проверке усталостной прочности и на старение изоляции. Программа, метод испытаний и количество испытываемых образцов согласовываются с заказчиком.
7.2. Описание лабораторной установки и пояснения к работе
Лабораторная установка (рис. 7.1) состоит из двух двигателей (М1и М2) последовательного возбуждения, ВДМ, ЛГ и пульта управления. Двигатели М1и М2смонтированы на раме, соединены муфтой и имеют на валу тахогенератор для дистанционного измерения частоты вращения. В качестве ВДМ и ЛГ использованы регулируемые преобразователи с выпрямительными установками (соответственно ВДП и ЛП). Напряжение ВДП и ЛП плавно регулируется с помощью соответствующих рукояток, расположенных на панели стенда. Включение ВДП и ЛП осуществляется автоматическими отключателями.
На панели стенда расположены необходимые для выполнения испытаний приборы, которые в монтажной схеме включены в соответствующие цепи, поэтому дополнительного соединения приборов, расположенных на пульте, при сборке схемы не требуется.
Приборы позволяют измерить следующие величины:
Iлп– сила электрического тока линейного преобразователя, А;
Uлп– напряжение линейного преобразователя, В;
Iд.1– сила электрического тока в обмотке якоря машины М1(электродвигатель), А;
Uд.1– напряжение на зажимах машины М1, В;
Iд.2–сила электрического тока в обмотке якоря машины М2 (генератор), А;
Uд.2– напряжение на зажимах машины М2, В;
Iвдп– сила электрического тока и в обмотке возбуждения машины М1, А;
Uвдп– напряжение ВДП, В;
n– частота вращения испытуемых машин, мин-1.
В соответствии с законом сохранения энергии установка взаимной нагрузки может работать только в том случае, если все потери энергии в двигателе и генераторе будут возмещены вспомогательными преобразователями ВДП и ЛГ. Следовательно, электрическая мощность этих машин должна быть равна сумме всех потерь в двигателе М1и генераторе М2. Для выяснения функций ВДП и ЛП в схеме (см. рис. 7.1) взаимной нагрузки рассмотрим уравнения равновесия напряжений цепей двигателя и генератора:
Uлп= Eд+ Iд(rя+rдп+ 2rгп) + ∆Uщ; (7.1)
Uлп= Eг+ Uвдп– Iг(rя+rдп) – ∆Uщ; (7.2)
Елп= сп.гФгnг; (7.3)
Ед= сп.дФдnд, (7.4)
где сп.г, сп.д– электрические постоянные генератора и двигателя соответственно;
rя,rд.п– сопротивление якорной обмотки и добавочных полюсов , Ом.
ЭДС двигателя и генератора примерно равны: Ег≈ Ед, так как сп.г= сп.д(двигатели одного типа); Фг≈ Фд(по обмоткам возбуждения обеих машин протекает одинаковый ток Iд);nд=nг(валы машин соединены муфтой).
Из формул (7.1) и (7.2) получим:
Uвдп = Iд(rя + rд.п + 2rг.п) + Iг(rя + rд.п) + 2∆Uщ. (7.5)
Умножив левую и правую части уравнения (7.5) на Iг и пренебрегая величиной 2∙∆Uщ∙Iг, получим:
UвдпIг = IдIг(rя + rд.п + 2rг.п) + Iг2(rя + rд.п). |
(7.6) |
Электрические потери в обмотках двигателя и генератора
Σ∆Рэл= Σ∆Рэл.д+ Σ∆ Рэл.г= Iд2(rя+rд.п+ 2rг.п) + Iг2(rя+rд.п). |
(7.7) |
Если принять, что Iд= Iг, то из сравнения формул (7.6) и (7.7) можно заключить, что мощность ВДП расходуется на покрытие электрических потерь в двигателе и генераторе.
В действительности Iд> Iг, а следовательно, ВДП компенсирует не все электрические потери в используемых машинах, а только их большую часть:
∆Р′эл= 2Iг2(rя+rд.п+rг.п). |
(7.8) |
Линейный преобразователь компенсирует механические ∆Рмех, магнитные ∆Рмаги добавочные ∆Рдобпотери в двигателе и генераторе, а также часть электрических потерь ∆Р′′эл:
Рлп = Uлп Iлп = ∆Рмех.д + ∆Рмех.г + ∆Рмаг.д + ∆Рмаг.г + ∆Рдоб.д + ∆Рдоб.г + Р′′эл. |
(7.9) |
Испытание машин методом взаимной нагрузки позволяет получить значительную экономию энергии, так как на такое испытание затрачивается лишь 20 − 30 % от мощности, развиваемой испытуемым двигателем.
Электрическими характеристиками на валу двигателя называются зависимости частоты вращения n, вращающего момента М и коэффициента полезного действия от тока двигателя Iд: (n=f(Iд); М =(Iд); η =(Iд).
Опытным путем характеристики можно получить при испытании двигателя методом взаимной нагрузки, их снимают при постоянном напряжении на зажимах двигателя (Uд=const). При регулировании тока Iдпроисходит изменение напряжения на зажимах двигателя Uд1, так как:
Uд.1= Uл.п– Iдrг.п, (7.10)
поэтому при установке нового значения тока двигателя необходимо изменить напряжение Uл.птак, чтобы сохранилось условие: Uд=const.
Рис. 7.1. Электрическая схема испытаний
Для получения скоростной характеристики требуется при каждом значении тока якоря измерять частоту вращения п. Затем необходимо определить потери в двигателе (Σ∆Рд) при каждом значении тока двигателя и рассчитать КПД по формуле:
(7.11)
При испытании двигателя методом взаимной нагрузки потери в нем определяют по формуле [6], Вт:
(7.12)
Таким образом, для определения Σ∆Рднужно при каждом значении тока двигателя IДпроизводить измерение величин Uлп, Iлп, Uвдп, Iг. Сопротивления обмотокrЯиrДПопределены методом амперметра и вольтметра (rя= 0,053 Ом,
rдп= 0,15 Ом).
Характеристику вращающего момента М = (Iд) рассчитывают по формуле, Н∙м:
. (7.13)
Данные для расчета и построения электромеханических характеристик снимают одновременно для каждого значения тока якоря Iд, который изменяют с помощью ВДП.