ЭПЛ / лаба 7

Цель работы: ознакомиться с видами испытаний тяговых двигателей, изучить их программу; получить практические навыки работы на лаборатор­ной установке для испытания ТЭД последовательного возбуждения; уяснить назначение вольтодобавочной машины (ВДМ) и линейного генератора (ЛГ) в схеме взаимной нагрузки, определить параметры вольтодобавочного пре­образователя (ВДЕТ) и линейного преобразователя (ЛИ); изучить электромеха­нические характеристики двигателя последовательного возбуждения при пол­ном и ослабленном возбуждении.

Общие сведения.

В соответствии с ГОСТ 2582-81 для тяговых электрических машин после их изготовления предусмотрены следующие типы испытаний: приемо­сдаточные, периодические, квалификационные, типовые и ресурсные.

Приемосдаточным испытаниям 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.

Квалификационные испытания 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.

Типовые испытания выполняются по программе квалификационных ис­пытаний при изменении конструкции, материалов технологического процесса изготовления. Стандартом предусматривается возможность включения в про­грамму дополнительных испытаний, 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.

Ресурсные испытания 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.

Описание лабораторной установки и пояснения к работе.

Лабораторная установка состоит из двух двигателей (М1 и М2) последовательного возбуждения, ВДМ, ЛГ и пульта управления. Двигатели М1 и М₂ смонтированы на раме, соединены муфтой и имеют на валу тахогенератор для дистанционного измерения частоты вращения.

В качестве ВДМ и ЛГ использованы регулируемые преобразователи (со­ответственно ВДП и ЛП) с выпрямительными установками. Напряжение ВДП и ЛП плавно регулируется с помощью соответствующих рукояток, расположен­ных на панели стенда. Включение ВДП и ЛП осуществляется магнитными пускателями при нажатии черной кнопки «220», выключение - красной кнопки «220».

Начало и конец каждой обмотки испытуемых машин, а также источников питания ВДП и ЛП выведены на клеммы мнемонической схемы, изображенной на вертикальной панели стенда.

Для осуществления режима ослабления возбуждения испытуемых машин установка имеет резистор, который рассчитан на ослабление возбуждения двух последовательно соединенных обмоток главных полюсов. В схеме пре­дусмотрены два автоматических отключателя на ток 20 А, расположенные на вертикальной панели мнемосхемы, при сборке схемы они обязательно должны быть включены (верхнее положение).

Приборы позволяют измерить следующие величины:

- сила электрического тока линейного преобразователя, А;

- напряжение линейного преобразователя, В;

- сила электрического тока в обмотке якоря машины М₁ (электро­двигатель), А;

напряжение на зажимах машины М, В;

- сила электрического тока в обмотке якоря машины М₂ (генератор), А;

- напряжение на зажимах машины М₂, В;

- сила электрического тока и в обмотке возбуждения машины М, А;

- напряжение ВДП, В;

- частота вращения испытуемых машин, мин^-1.

Наличие на вертикаль­ной панели стенда всех выво­дов обмоток испытуемых машин, ВДП, ЛП и резистора позволяет быстро собрать любую схему испытаний, из­менить направление враще­ния якоря, осуществить ре­жим ослабления возбужде­ния.

Схема вертикальной панели необходимые для выполнения

лабораторного стенда для испытания двигателей

На правой части вертикальной панели расположены необходимые для выполнения испытания приборы, которые в монтажной схеме включены в соответствующие цепи, поэтому дополнительного соединения приборов, рас­положенных на пульте, при сборке схемы не требуется.

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 М1 и генераторе Мя. Для выяснения функций ВДП и ЛП в схеме взаимной на­грузки рассмотрим уравнения равновесия напряжений цепей двигателя и гене­ратора:

U_л.п = Е_д + I_д (r_я + r_д.п + 2r_г.п) - ∆U_щ;

U_л.п = Е_г + U_вдп – I_г (r_я + r_д.п) ∆U_щ;

Е_л.п = с_п.г A_г n_г;

Е_д = с_п.д A_д n_д;

Линейный преобразователь компенсирует механические ∆Р_мех, магнитные ∆Р_маг и добавочные ∆Р_доб потери в двигателе и генераторе, а также часть элек­трических потерь.

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, вращающего момента М и коэффициента полез­ного действия от тока двигателя.

Опытным путем характеристики можно получить при испытании двига­теля методом взаимной нагрузки, их снимают при постоянном напряжении.

При регулировании тока происходит изменение напряжения на зажи­мах двигателя.

Таким образом, для определения ∑∆P_д необходимо при каждом значении тока двигателя I_д производить измерение величин U_л.п, I_л.п, U_вдп, I_г. Сопротив­ления обмоток r_я и r_д.п определены методом амперметра и вольтметра (r_я = 0,053 Ом, r_д.п = 0,15 Ом).

Электрическая схема испытаний

Данные для расчета и построения электромеханических характеристик снимают одновременно для каждого значения тока якоря I_д, который изменяют с помощью ВДП.

Порядок выполнения работы.

1) Собрать схему взаимной нагрузи для испытания двигателя М₁, предъявить ее преподавателю для проверки.

2. Произвести запуск машин и установить минимальный ток двигателя при заданном напряжении на его зажимах (величину напряжения указывает преподаватель).

3. С помощью ВДП увеличить ток якоря М₂ от минимального значения до 24 А через каждые 3 А, При установке нового значения тока якоря регулировать.

4. Собрать схему с ослаблением возбуждения (ОВ) машины и снять ско­ростные характеристики для ступени с ОВ, направление вращения вала принять таким же, как и в п. 3. Минимальный ток якоря должен соответствовать максимальной частоте вращения n, равной приблизительно 1600 об/мин; мак­симальный ток I_д не должен превышать 24 А. При проведении опыта записывать одновременно значения I_д, I_в и n.

Электромеханические характеристики ТЭД, полученные методом взаимной нагрузки

Номер опыта	Опытные данные						Рассчитываемая величина
	Iд1, А	Uл.п, В	Iл.п, A	UВДП, В	Iд2	n, мин-1	∑∆Pд, Вт	η	М, Н⋅м
1	15	112	1,8	44	3,1	740	394,44	0,737	4,27
2	26,6	126	2,7	74	2,8	520	1032,75	0,612	9,91