Некоторые вопросы эксплуатации машин постоянного тока.

Номинальные данные генератора постоянного тока указаны на паспортной таблице машины: Р_ном— электрическая мощность, кВт;U_ном— номинальное напряжение, В;n_ном— номинальная частота вращения, об/мин;_ном— КПД.

У генератора постоянного тока с самовозбуждением необходимо соблюдать условия самовозбуждения, иначе генератор может не возбудиться.

В процессе эксплуатации машины постоянного тока требуют постоянного контроля состояния щеточно-коллекторного механизма. Искрение щеток — одна из основных неисправностей машин постоянного тока. Оно возникает как из-за механических неисправностей, так из-за нарушения электромагнитных явлений при коммутации.

Работа электрической машины сопровождается различного рода потерями энергии в ней, вызывающими нагрев частей машины. В машине постоянного тока электрические потери Р_эв обмотке якоря составляют примерно 50 % всех потерь при номинальном режиме. Электрические потери в обмотках, зависящие от квадрата тока нагрузки, называют переменными.

Другими потерями, считающимися постоянными, или потерями холостого хода, являются Р_м— магнитные потери в якоре вследствие его перемагничивания при вращении (1-3 % отР_ном);Р_мех— механические потери от трения в подшипниках и вентиляционные (менее 1-25 % отР_ном);Р_в— потери в обмотке возбуждения (0,5-0,7 % отР_ном).

Все эти потери практически не зависят от тока нагрузки.

Методические указания по выполнению работы

1. Ознакомиться с основными теоретическими положениями об устройстве, принципах работы и характеристиками генераторов постоянного тока. Ответить на контрольные вопросы и выполнить задания.

2. На лабораторном стенде ознакомиться с генератором постоянного тока с независимым возбуждением, а также с приборами и аппаратами, используемыми в данной лабораторной работе. Записать в отчет по лабораторной работе технические паспортные данные исследуемого генератора.

Тип генератора П-21

Номинальная мощность, кВт 0,37

Номинальное напряжение, В 110

Номинальная частота вращения, об/мин 1500

Ток возбуждения, А 0,6

Номинальный ток, А 4,93

3. На рабочей панели стенда "генератор постоянного тока" в соответствии с принципиальной схемой рис. 6 собрать схему для испытания генератора постоянного тока с независимым возбуждением. Монтаж схемы проводится соединителями-вилками по монтажной схеме рис. 7. В качестве приводного двигателя генератора используется трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.

Рис. 6

Рис.7

4. Произвести запуск генератора постоянного тока с независимым возбуждением. Для этого:

4.1. подключить лабораторный стенд к электрической сети напряжением 220 В;

4.2. на панели "машины переменного тока" нажать кнопку "вкл";

4.3. установить рукоятку реостата "нагрузка генератора" на панели "машины постоянного тока" в крайнее левое положение "1" (цепь нагрузки генератора должна быть разомкнута);

4.4. на панелях "синхронная машина" и "машины постоянного тока" установить рукоятки реостатов "регулировка возбуждения" в крайнее левое положение;

4.5. провести пуск приводного двигателя. Для этого на панели "синхронная машина "нажать кнопку "включение асинхронной и синхронной машины".

4.6. Нажатием кнопки "возбуждение синхронной машины и генератора постоянного тока" на той же панели провести запуск генератора постоянного тока.

5. Снять опытные данные для построения характеристик холостого хода, внешней и регулировочной для генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

5.1. Снять характеристику холостого хода генератораЕ=f(I_в) приn =constиI_н= 0.

5.1.1. плавно увеличивая ток возбужденияI_врегулировочным реостатом (сначала на панели "синхронная машина", а потом на панели "машины переменного тока") отI_в= 0 до наибольшего значения, при котором ЭДС якоряЕ_я= (1,1-1,15)U_ном, а затем обратно уменьшаяI_вдо нуля, снять 6 точек прямой и обратной ветви характеристики, регистрируя при этом показания всех измерительных приборов.

При снятии характеристики холостого хода не допускается попеременное увеличение и уменьшение тока возбуждения, так как в противном случае будет происходить искажение характеристики из-за влияния явления гистерезиса.

5.1.2. Результаты измерений записать в табл. 1.

Таблица 1

Номер	Измеряемая величина и ее параметры
измерения		Iв, А	Е, В	Iв, А	Е, В
1
...
6

5.2. Снять внешнюю характеристику генератора U =f(I),R_в=const,n =const, начиная с номинального режима при номинальном напряжении и номинальном токе. Для этого:

5.2.1. изменяя ток возбуждения регулировочным реостатом на панели "синхронная машина", установить номинальный режим (I_в,ном,U_ном);

5.2.2. регулируя нагрузочное сопротивление "нагрузка генератора" на панели "машины постоянного тока", измерить и записать в табл. 2 падение напряжения на нагрузкеU, ток нагрузкиI, ток возбужденияI_в.

Таблица 2

Номер		Измеряемая величина и ее параметры
измерения			U, В		I, A		Iв, А
1
…
6

5.3. Снять регулировочную характеристику генератора I_в=f(I) приU =constи n =const. Для этого:

5.3.1. при токе нагрузки, равном нулю, изменяя ток возбуждения регулировочным реостатом на панели "синхронная машина", установить напряжение на нагрузке 80 В;

5.3.2. Изменяя нагрузку реостатом "нагрузка генератора" на панели "машина постоянного тока", поддерживать реостатом "регулировка возбуждения" напряжение на нагрузке генератора постоянным. Ток нагрузки при этом должен меняться от нуля до значения 1,2I_ном. Результаты измерений для 6-7 точек занести в табл. 3.

Таблица 3

Номер		Измеряемая величина и ее параметры
измерения			U, В		I, A		Iв, А
1
…
6

6. Выключить генератор постоянного тока. Для этого:

6.1. реостаты "регулировка возбуждения" на панелях "машина постоянного тока" и "синхронная машина" установить в крайнее левое положение;

6.2. отключить поочередно кнопки "возбуждение синхронной машины и генератора постоянного тока" и"включение асинхронной и синхронной машины" на панели "синхронная машина";

6.3. установить рукоятку реостата "нагрузка генератора" на панели "машина постоянного тока" в крайнее левое положение "1";

6.4. на панели "машины переменного тока" нажать кнопку "выкл";

6.5. отключить лабораторный стенд от сети.

7. Обработать результаты измерений.

7.1. По полученным в п. 5.1 данным построить характеристику холостого тока Е =f(I_в).

7.2. Определить из графика ток возбуждения I_во, соответствующий номинальному напряжению в режиме холостого хода, остаточное напряжениеU_ост, замеряемое при сниженииI_вдо нуля.

7.3. По результатам п. 5.2 построить зависимость U =f(I) и определить из графика изменение напряжения генератораUпри изменении тока нагрузки от номинального до нуля.

7.4. По построенной зависимости вычислить процентное повышение напряжения генератора при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода.

7.5. По результатам измерений (п. 5.3) построить зависимость I_в=f(I) и определить из графика изменение тока возбужденияI_в при изменении тока нагрузки от номинального до нуля.