Metodichka_Elmash_(C-P)
.pdf
Рис. 2П.1
Це буде перша точка характеристики. Потім струм збудження поступово зменшується до Iз 0 (коло збудження вимкнуте). Ця точка характеризує ЕРС від залишкового магнітного потоку Eзал.
Змінювати струм збудження потрібно плавно, тільки в одному напрямку, не повертаючись до попередніх значень, бо інакше характеристика буде хибною.
Результати занести до табл. 2П.2.
|
|
|
|
|
|
Таблиця 2П.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iз |
A |
|
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
6. Визначити зовнішню характеристику U f (I) |
при Iз const, |
||||||
n const.
Зовнішня характеристика є залежністю напруги генератора U від струму навантаження I при незмінному струмі збудження Iз і постійній частоті обертання n. У даній лабораторній роботі зовнішня характеристика визначається при зростаючому навантаженні.
Привести генератор в обертання з n const і при розімкнутому зовнішньому колі встановити номінальну напругу Uном, зменшуючи значення Rр
(I 0, ножі водяного реостату підняті). Так отримаємо першу точку характе-
ристики.
Змінюючи опір зовнішнього кола, навантажувати генератор так, щоб струм навантаження змінювався від I 0 до I Iном (опускаючи ножі водяного реостата). Струм збудження генератора Iз протягом цього досліду підтримувати сталим.
Визначити 5-6 точок, результати вимірювань занести до табл. 2П.3.
Таблиця 2П.3
U |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
A |
|
|
|
|
|
Iз const |
А |
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Визначити номінальну зміну напруги генератора при зміні навантаження від номінального значення до холостого ходу за формулою:
Uном Uном Uном 100%.
Uном
У даній лабораторній роботі:
U U0 U 100%,
U
де U0 напруга генератора при холостому ході (I 0);
U напруга генератора при номінальному навантажені (I Iном).
8. Визначити регулювальну характеристику Iз f (I) |
при U const, |
n const. |
|
Регулювальна характеристика це залежність струму збудження Iз від струму навантаження I при сталій напрузі на затискачах (U const) та сталій частоті обертання генератора (n const)
.
Регулювальна характеристика показує, як необхідно змінювати струм збудження Iз, щоб при сталому струмі навантаження I напруга генератора U залишилась незмінною (при n const)
.
Порядок зняття характеристики такий: привести якір в обертання, встановити максимальний струм збудження Iз (повністю вивести регулювальний реостат Rр у колі збудження) і навантажити генератор до I Iном. Це буде
перша точка характеристики. Потім генератор розвантажити до I 0, підтримуючи напругу на затискачах сталою, для чого потрібно зменшувати струм в обмотці збудження.
Результати замірів занести до табл. 2П.4.
Таблиця 2П.4
U const |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
A |
|
|
|
|
|
Iз |
A |
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
|
|
|
|
За даними табл. 2П.2, 2П.3, 2П.4 побудувати характеристики холостого ходу, зовнішню, регулювальну.
3.Контрольні завдання та запитання
1.Як класифікують генератори постійного струму за способами збуджен-
ня?
2.Чим відрізняється напруга генератора від його ЕРС?
3.Що таке зовнішня характеристика генератора, характеристика холостого ходу?
4.Поясніть вигляд характеристики холостого ходу.
5.Який порядок визначення характеристики холостого ходу, зовнішньої, регулювальної?
6.Як можна регулювати напругу генератора?
7.Що показує регулювальна характеристика?
8.Назвіть причини зниження напруги на затискачах генератора незалежного збудження при збільшені його навантаження.
9.Поясніть суть явища реакції якоря.
10.Напишіть загальні вирази для ЕРС та електромагнітного моменту.
11.Наведіть рівняння рівноваги моментів генератора.
Лабораторна робота 3П
ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ПАРАЛЕЛЬНОГО ЗБУДЖЕННЯ
Мета роботи: вивчити умови самозбудження генератора паралельного збудження; визначити та проаналізувати його основні характеристики.
1.Програма роботи
1.Перевірити виконання умов самозбудження генератора.
2.Визначити та побудувати:
характеристику холостого ходу E f (Iз) при I 0, n const;
зовнішню характеристику U f (I) при Rз const, n const;
регулювальну характеристику Iз f (I) при U const, n const.
3. За зовнішньою характеристикою визначити номінальну зміну напруги
U .
2. Порядок виконання роботи
Лабораторна робота 3П виконується на тому ж генераторі постійного струму, що i лабораторна робота 2П.
1. Занести паспортні дані генератора до табл. 3П.1.
|
|
|
|
Таблиця 3П.1 |
|
Тип генератора |
Pном |
Uном |
Iном |
|
nном |
кВт |
В |
А |
|
хв-1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Зібрати схему генератора постійного струму паралельного збудження
(рис. 3П.1).
Рис. 3П.1
3.Привести генератор в обертання за допомогою асинхронного двигуна.
4.Змінюючи величину опору регулювального реостату Rр у колі збу-
дження генератора, прослідкувати за процесом самозбудження. Якщо самозбудження не відбувається, провести потрібні зміни у схемі.
5. Визначити характеристику холостого ходу E f (Iз) при I 0, n const, користуючись поясненнями, даними у лабораторній роботі 2П.
Результати вимірювань занести до табл. 3П.2.
Таблиця 3П.2
U Uном const |
B |
|
|
|
|
|
|
Iз |
A |
|
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
6. Визначити |
зовнішню |
характеристику U f (I) при |
Rз const, |
||||
n const.
Генератор привести в обертання з n const i при розімкнутому зовнішньому колі (холостий хід генератора) збудити його до номінальної напруги. Це буде перша точка характеристики. Потім, змінюючи струм навантаження генератора від 0 до 1,25 Iном (опускаючи ножі водяного реостату), залишити опір у колі збудження сталим Rз const.
Результати вимірювань занести до табл. 3П.3.
Таблиця 3П.3
U |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iз |
A |
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Визначити номінальну зміну напруги генератора при переході від номінального навантаження до холостого ходу за формулою:
Uном U0 Uном 100%.
Uном
У даній лабораторній роботі:
U U0 U 100%,
U
де U0 напруга генератора при холостому ході (I 0);
U напруга генератора при номінальному навантажені (I Iном).
8. Визначити регулювальну характеристику Iз f (I) |
при U const, |
n const.
Генератор привести в обертання з n const. При визначенні характеристики користуватись поясненнями, наведеними у лабораторній роботі 2П.
Результати вимірювань занести до табл. 3П.4.
9. За даними табл. 3П.2, 3П.3, 3П.4 побудувати характеристики холостого ходу, зовнішню, регулювальну.
Таблиця 3П.4
U const |
В |
I A
Iз |
A |
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
3.Контрольні завдання та запитання
1.Перелічіть умови самозбудження генератора.
2.Як проходить процес самозбудження в генераторі паралельного збудження?
3.Чому генератор може не самозбуджуватися?
4.Що є причиною зменшення напруги при збільшенні навантаження у генераторі паралельного збудження?
5.Чому зовнішня характеристика генератора паралельного збудження крутіша, ніж у генератора незалежного збудження?
6.Як забезпечити сталу напругу генератора при зміні навантаження?
7.Чи змінюється ЕРС генератора зі зміною струму навантаження, якщо напруга підтримується сталою?
8.Поясніть вид зовнішньої характеристики генератора паралельного збудження.
9.Чим визначається сталий струм короткого замикання генератора з паралельним збудженням?
10.Намалюйте характеристику холостого ходу (зовнішню, регулювальну) генератора паралельного збудження.
11.Чому струм короткого замикання у генераторі паралельного збудження менший порівняно з генератором незалежного збудження?
12.Що відбудеться, якщо у генераторі паралельного збудження поміняти місцями кінці обмотки збудження?
Лабораторна робота 4П
ДОСЛІДЖЕННЯ ДВИГУНА ПАРАЛЕЛЬНОГО ЗБУДЖЕННЯ
Мета роботи: вивчити способи пуску, реверсування та регулювання частоти обертання електродвигуна паралельного збудження; визначити та проаналізувати основні характеристики двигуна паралельного збудження.
1.Програма роботи
1.Ознайомитися з конструкцією, схемою увімкнення та принципом дії електродвигуна постійного струму паралельного збудження.
2.Виконати пуск та реверсування електродвигуна.
3.Визначити та побудувати:
залежність частоти обертання від струму збудження при холостому ході:
n f (Iз) при U Uном const, Rп 0, M2 0 (холостий хід);
робочі характеристики:
n, P1, Iÿ, M2 , f (P2) при U Uном const, Iз Iзном const, Rп 0. 4. Побудувати:
природну швидкісну характеристику:
n f (Iя) при U Uном const, Iз Iзном const, Rп 0;
штучні швидкісні характеристики:
а) |
реостатну n f (Iя) |
при |
U Uном const, |
Iз Iзном const, |
||
Rп 0,5 Rпmax ; |
|
|
|
|
||
б) |
при |
ослабленому |
полі |
n f (Iя) |
при |
U Uном const, |
Iз 0,8 Iзном |
const , Rп 0. |
|
|
|
|
|
2.Порядок виконання роботи
1.Визначити призначення електричних машин в агрегаті.
2.Занести паспортні дані досліджуваного електродвигуна до табл. 4П.1.
|
|
|
|
Таблиця 4П.1 |
||
Тип |
Pном |
Uном |
Iном |
|
nном |
|
електродвигуна |
кВт |
В |
А |
|
хв |
-1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. 3ібрати схему (рис. 4П.1) та здійснити пуск електродвигуна. Перед пуском потрібно перевірити правильність положення рухомих контактів пускового Rп та регулювального Rр реостатів у схемі електродвигуна.
Рис. 4П.1
4. Ознайомитися зі способами регулювання частоти обертання та зміни напрямку обертання електродвигуна (реверсування).
Здійснити реверсування електродвигуна через зміну напрямку струму:
в обмотці збудження;
в обмотці якоря.
5. Визначити залежність частоти обертання від струму збудження при холостому ході: n f (Iз) при U Uном const, Rп 0, M2 0 (холостий хід).
3ібрати схему (рис. 4П.1) та запустити електродвигун вхолосту, встановити найбільший струм збудження Iзmax реостатом Rр.
Струм збудження у цьому досліді змінювати від Iзmax до Iз, який визна-
чається найбільшою допустимою частотою обертання (nmax 1,2 nном) за механічними умовами і умовам комутації двигуна.
Результати вимірювань занести до табл. 4П.2.
Таблиця 4П.2
U const |
В |
Iя A
Iз A
n хв-1
6. Визначити робочі характеристики двигуна: n, P1, Iÿ, M2 , f (P2)
при U Uном const, Iз Iзном const, Rп 0.
Як навантаження електродвигуна використати генератор постійного струму незалежного збудження. Спочатку запустити ненавантажений двигун постійного струму (ножі водяного реостата підняти). Потім, змінюючи навантаження генератора, навантажувати цей двигун від струму холостого ходу
I0 до 1,25 Iном.
Результати вимірювань занести до табл. 4П.3.
Таблиця 4П.3
|
|
|
U const |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
Iя |
А |
|
|
|
|
|
Дані |
|
Iз const |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
вимірювань |
|
|
n |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
G |
Uг |
В |
|
|
|
|
|
|
|
Iг |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Розраховані |
|
|
P1 |
Вт |
|
|
|
|
|
дані |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Pг |
Вт |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 |
Вт |
|
|
|
|
|
|
M2 |
Н м |
|
|
|
|
|
Розрахункові величини з табл. 4П.3 визначити за формулами: P1 U (Iя Iз) потужність, підведена до електродвигуна, Вт;
Pг Uг Iг потужність, яка віддається генератором, Вт;
|
|
Рг |
ККД електричних машин постійного струму з умовою, що |
||||
|
|
||||||
|
|
|
Р1 |
|
|
||
обидві машини ідентичні; |
|
||||||
P2 P1 корисна потужність на валу електродвигуна, Вт; |
|||||||
Ì |
2 |
9,55 |
Ð2 |
момент на валу електродвигуна, Н м, де P |
Вт, n хв-1. |
||
|
|||||||
|
|
|
|
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. За даними табл. 4П.3 побудувати робочі характеристики:
n, P1, Iÿ, M2 , f (P2) при U Uном const, Iз Iзном const, Rп 0.
8.За даними табл. 4П.3 побудувати в одних координатах:
природну швидкісну характеристику:
n f (Iя) при U Uном const, Iз Iзном const, Rп 0;
моментну характеристику:
M2 f (Iя) при U Uном const, Iз Iзном const, Rп 0.
9. Визначити штучні швидкісні характеристики: |
Iз Iзном const, |
||
а) реостатну: |
n f (Iя) |
при U Uном const, |
|
Rп 0,5 Rпmax (рукоятка пускового реостата у середньому положенні), після чого результати вимірювань занести до табл. 4П.4;
Таблиця 4П.4
U Uном const |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iя |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iз Iзном const |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) при ослабленому полі: n f (Iя) |
при U Uном const, |
Rп 0, |
|||||||||||
Iз 0,8 Iзном const . Результати вимірювань занести до табл. 4П.5. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 4П.5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
U Uном const |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Iя |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Iз 0,8 Iзном const |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n хв-1
За даними табл. 4П.3, 4П.4, 4П.5 побудувати в одних осях координат три характеристики n f (Iя).
3.Контрольні завдання та запитання
1.Чим відрізняються рівняння електричної рівноваги двигуна і генерато-
ра?
2. Як класифікуються двигуни постійного струму за способом збуджен-
ня?
3.Які є способи пуску електродвигунів постійного струму?
4.У якому положенні і чому повинен бути під час пуску реостат у колі якоря?
5.У якому положенні і чому повинен бути під час пуску реостат у колі збудження?
6.Як можна регулювати частоту обертання двигуна паралельного збудження?
7.Як здійснити реверсування двигуна паралельного збудження?
8.Як перевести двигун паралельного збудження у генераторний режим?
9.Накресліть електричну схему машини постійного струму з паралельним збудженням та напишіть рівняння струмів для генераторного та двигунного режимів.
10.Чому під час пуску двигунів паралельного збудження опір резистора у колі обмотки збудження повинен бути мінімальним?
11.Яка характеристика двигунів постійного струму називається швидкіс-
ною?
12.Які існують швидкісні характеристики двигунів постійного струму? Як вони визначаються?
13.Наведіть моментну характеристику двигунів паралельного збудження.
14.Що називається робочими характеристиками двигунів паралельного збудження? Наведіть приклад.
Лабораторна робота 5П
ДОСЛІДЖЕННЯ ДВИГУНА ПОСЛІДОВНОГО ЗБУДЖЕННЯ
Мета роботи: вивчити способи пуску, реверсування та регулювання частоти обертання електродвигуна послідовного збудження; визначити та проаналізувати основні характеристики двигуна послідовного збудження.
1.Програма роботи
1.Ознайомитися з конструкцією, схемою увімкнення та принципом дії електродвигуна постійного струму послідовного збудження.
2.Здійснити пуск та реверсування електродвигуна.