Metodichka_Elmash_(C-P)
.pdf3. Визначити та побудувати:
робочі характеристики:
n, P1, Iÿ, M2 , f (P2) при U Uном const, Rп 0;
природну швидкісну характеристику:
n f (Iя) при U Uном const, Rп 0;
штучні швидкісні характеристики:
реостатну n f (Iя) при U Uном const, Rп 0,5 Rпmax ,
при пониженій напрузі n f (Iя) при U 0,5 Uном const, Rп 0.
2.Порядок виконання роботи
1.Визначити призначення електричних машин в агрегаті.
2.Занести паспортні дані досліджуваного електродвигуна до табл. 5П.1.
|
|
|
|
Таблиця 5П.1 |
||
Тип |
Pном |
Uном |
Uном |
|
nном |
|
електродвигуна |
кВт |
В |
А |
|
хв |
-1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Зібрати схему (рис. 5П.1) та здійснити пуск електродвигуна. Перед пуском впевнитись у правильному положенні рукоятки пускового реостата Rп та наявності гальмівного моменту на його валу. Для цього опустити ножі водяного реостата на 3-4 см у воду.
Двигун послідовного збудження не можна пускати вхолосту, оскільки при цьому виникає недопустимо велика частота обертання.
Двигун послідовного збудження повинен протягом двох хвилин витримати без ушкоджень частоту обертання на 50 % більшу, ніж номінальна.
Рис. 5П.1
4.Ознайомитися зі способами регулювання частоти обертання двигуна послідовного збудження.
5.Здійснити реверсування двигуна, змінивши напрямок струму:
в обмотці якоря;
в обмотці послідовного збудження. 6. Визначити робочі характеристики:
n, P1, Iÿ, M2 , f (P2) при U Uном const, Rп 0.
Навантаженням двигуна М є генератор постійного струму незалежного збудження G.
Струм електродвигуна змінювати від Iя 1,25 Iдном до Iя, при якому
n 1,5 nном.
Дані вимірювань занести до табл. 5П.2.
Таблиця 5П.2
Дані |
|
U const |
В |
|
|
|
|
|
вимірювань |
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
Iя |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
n |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
Uг |
В |
|
|
|
|
|
|
|
Iг |
А |
|
|
P1 |
Вт |
Розраховані |
Pг |
Вт |
|
|
|
||
дані |
|
|
|
|
|
P2 |
Вт |
M2 Н м
Розрахункові величини з табл. 5П.2 визначити за формулами: P1 U Iя потужність, підведена до електродвигуна, Вт;
Pг Uг Iг потужність, яка віддається генератором, Вт;
|
|
|
Рг |
ККД електричних машин за умови, що обидві машини іденти- |
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
чні; |
|
|
|
Р1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
За даними табл. 5П.2 побудувати робочі характеристики: |
|||||||||||||||||
n, |
P1, Iÿ, M2 , f (P2) при U Uном const, |
Rп 0. |
|||||||||||||||
7. Зняти штучні швидкісні характеристики: |
Rп 0,5 Rпmax , після чого |
||||||||||||||||
|
|
|
реостатну n f (Iя) при U Uном const, |
||||||||||||||
дані вимірювань занести до табл. 5П.3; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 5П.3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
U Uном const |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Iя |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
n |
|
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
при пониженій напрузі n f (Iя) при U 0,5 Uном const, Rп 0. |
||||||||||||||
Дані вимірювань занести до табл. 5П.4. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 5П.4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
U 0,5 Uном const |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Iя |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
n |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За даними табл. 5П.2, 5П.3, 5П.4 побудувати в одних осях координат три характеристики n f (Iя).
3. Контрольні завдання та запитання
1.Напишіть формулу для визначення частоти обертання електродвигуна.
2.Напишіть формулу для визначення пускового струму якоря.
3.Яке призначення має пусковий резистор? Як вибирають величину його опору?
4.Чому при збільшенні навантаження на валу електродвигуна збільшується струм якоря?
5.Як можна регулювати частоту обертання двигуна послідовного збудження?
6.Чому двигун послідовного збудження не можна пускати без навантаження на валу?
7.Завдяки яким властивостям двигуни послідовного збудження застосовують як тягові та кранові?
8.Які моменти діють на валу електродвигуна? Напишіть рівняння їх рівноваги.
9.Як залежить електромагнітний момент двигуна послідовного збудження від струму якоря?
10.За допомогою формул поясніть, чому двигун послідовного збудження розвиває більший пусковий момент, ніж електродвигуни інших систем збудження.
11.Порівняйте робочі характеристики двигунів послідовного та паралельного збудження.
Лабораторна робота 6П
ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ПОТУЖНОСТІ І ККД ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ НЕЗАЛЕЖНОГО ЗБУДЖЕННЯ, ПОБУДОВА ЙОГО ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ТА МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Мета роботи: вивчити один із непрямих методів визначення ККД і втрат потужності, а також метод визначення характеристик двигуна постійного струму незалежного збудження (ДПС НЗ).
1.Програма роботи
1.Визначити всі види окремих втрат потужності в електричній машині.
2.Розрахувати ККД двигуна постійного струму.
2.Порядок виконання роботи
1. Занести паспортні дані дослідного електродвигуна в табл. 6П.1.
|
|
|
|
Таблиця 6П.1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
Pном |
Uном |
Iном |
|
nном |
|
електродвигуна |
кВт |
В |
А |
|
хв |
-1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2. Скласти схему для пуску електродвигуна (рис. 6П.1).
Рис. 6П.1
3. Запустити ДПС НЗ. Регулюючи струм збудження Iз, встановити номінальну частоту обертання, яка протягом випробування повинна бути постійною.
4. Задати кілька значень напруги U . Для кожного значення напруги U виміряти Iя0, Iз та n і занести до табл. 6П.2.
Таблиця 6П.2
U |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iя0 |
A |
|
|
|
|
|
Iз |
A |
|
|
|
|
|
n const |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UIя0 (pст pмех) |
В |
|
|
|
|
|
U2 |
В2 |
|
|
|
|
|
Потужність холостого ходу: P0 U Iя0 pст pмех pел pщ pд.
Втратою потужності ( pел pщ pд) можна знехтувати.
Тоді P0 (pст pмех). Вони називаються втратами холостого ходу. Для
поділу цих втрат на pст та pмех будується залежність (pст pмех) f (U2). Так як n const, то і pмех const, а втрати у сталі змінюються пропор-
ційно квадрату напруги. Тому точки залежності (pст pмех) f (U2), особливо за малого збудження, добре розташовуються на прямій, яка відзначає на осі ординат механічні втрати.
5. Втрати у паралельній обмотці збудження pç U ²ç const при
U Uном.
Ці втрати – постійні, не залежать від струму навантаження.
6. Електричні втрати у колі якоря розраховуються за опором при температурі tроз 75°С, тобто pел Iя2 rя(75°).
Опір якоря rя виміряти методом амперметра-вольтметра (рис. 6П.3).
Рис. 6П.2 |
Рис. 6П.3 |
Вимірювальні щупи встановити на ті колекторні пластини, на яких стоять щітки.
Опір якоря виміряти три рази при різних значеннях струму, а потім прийняти середнє арифметичне.
310
Опір розрахувати за формулою: rя(75°) rяср(t°) 235 t .
Результати занести до табл. 6П.3.
Таблиця 6П.3
U |
I |
rя(t ) |
rяср(t°) |
t |
rя(75°) |
В |
А |
Ом |
Ом |
С |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Порядок подальшого розрахунку наведений у табл. 6П.4, де струм якоря поданий у відносних одиницях (в. о.) P2 P1 p.
Таблиця 6П.4
|
Iя |
в. о. |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
А |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pст |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|||||
pмех |
Вт |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
pел |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
pз |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
pщ |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
pд |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|||||
p |
Вт |
|
|
|
|
|
|
||||||
P1 U (Iя Iз) |
Вт |
|
|
|
|
|
|
||||||
P2 P1 p |
Вт |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
P2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n |
хв-1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 n |
|
рад/с |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
M |
P2 |
|
Н м |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
M0 pcт рмех ;
0
n ; 30
M2 P2 .
Втрати у щітковому контакті:
pщ Uщ Iя 2 Iя ,
де Uщ 2 В.
7. Додаткові втрати прирівнюють до 1 % потужності Р1ном. При інших навантаженнях:
р |
0,01 Р |
|
|
Ія |
2 |
|
|
|
, |
|
|||
І |
|
|
||||
д |
1ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я ном |
|
|
де Р1ном Uном Ія ном Із . |
|
|
|
|
|
|
8. За даними табл. 6П.4 побудувати характеристики: |
|
|||||
(pст; pмех; pел; pз;pщ; pд; p; ) f (P2) |
|
|
при |
U Uном const, |
||
IIзном const.
9.Визначити, яку частину (у відсотках) складають втрати відносно номінальної потужності.
10. Визначити коефіцієнт втрат |
Р0 |
|
і коефіцієнт наванта- |
рел рд |
|
||
|
ном |
||
|
|
||
ження Кн 
, за якого ККД максимальний. Розрахункові дані занести до табл. 6П.5.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 6П.5 |
||
Одиниці |
|
|
|
Розрахункові дані |
|
|
|
|
|||
вимірюван- |
P2ном |
pст |
pмех |
pел |
pз |
pщ |
pд |
p |
|
Кн |
|
ня |
|||||||||||
кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.Побудувати характеристики: f (Iя); M f (Iя); f (M).
3.Контрольні завдання та запитання
1.Які існують види втрат енергії?
2.Назвіть методи визначення ККД електричних машин.
3.У чому полягає метод безпосереднього визначення ККД?
4.У чому полягає метод непрямого визначення ККД?
5.У чому полягає визначення ККД двигуна методом окремих втрат?
6.Які види втрат відбуваються у машині в режимі холостого ходу?
7.Які види втрат відбуваються у машині під час навантаження?
8.Як визначають механічні втрати і втрати у сталі?
9.Які втрати у двигуні визначають розрахунковим шляхом?
10.Як і чому змінюється ККД двигуна під час зміни навантаження?
11.За яких умов ККД максимальний?
БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК
1.Винокуров, В. А. Электрические машины железнодорожного транспорта [Текст] / В. А. Винокуров, Д. А. Попов. – М.: Высш. шк., 1986.
2.Вольдек, А. И. Электрические машины [Текст] / А. И. Вольдек. – Л.: Энер-
гия, 1974. – 840 с.
3.Дубинець, Л. В. Електричні машини. Синхронні машини. Машини постійного струму [Текст]: навч. посібник / Л. В. Дубинець, О. І. Момот, О. Л. Маренич. – Д.: Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 2007. – 176 с.
4.Костенко, М. П. Электрические машины. Ч. 1 [Текст] / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский. – Л.: Энергия, 1972. – 544 с.
5.Костенко, М. П. Электрические машины. Ч. 2 [Текст] / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский. – Л.: Энергия, 1973. – 642 с.
6.Машини електричні обертові. Терміни та визначення: ДСТУ 2286-93 [Текст].
7.Машини електричні обертові. Ізоляція. Норми та методи випробувань: ДСТУ
3398-96 [Текст].
8.Обертові електричні машини. Елементи конструкційні: магнітні та електричні. Терміни та визначення: ДСТУ 3788-98 [Текст] – К.: Держстандарт України, 1999. – 44 с.
9.Півняк, Г. Г. Електричні машини [Текст]: навч. посібник / Г. Г. Півняк, В. П. Довгань, Ф. П. Шкрабець. – Д.: Дніпроп. нац. гірничий ун-т, 2003.
10.Система стандартів безпеки праці. Апарати електричні комутаційні на напругу до 1000 В. Вимоги безпеки: ДСТУ 2817-94 [Текст]. – 7 с.
11.Система стандартів безпеки праці. Охорона праці. Терміни та визначення:
ДСТУ 2293-93 [Текст]. – 23 с.
12.Справочник по электрическим машинам. Том 2 [Текст] / под. ред. И. П. Копылова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.
13.Хвостов, В. С. Электрические машины: Машины постоянного тока [Текст] /
В. С. Хвостов. – М.: Высш. шк., 1988. – 336 с.
ЗМІСТ
Стор. ВСТУП……………………………………………………………………………………………..
ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ У ЛАБОРАТОРІЯХ № 125 ТА № 2304……………………………………………………………………………..
Лабораторна робота 1С
ДОСЛІДЖЕННЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ............................................................
Лабораторна робота 2С ПАРАЛЕЛЬНА РОБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА З
ПОТУЖНОЮ МЕРЕЖЕЮ……………………………………………………………….
Лабораторна робота 1П КОНСТРУКЦІЯ ТА ПРИНЦИП ДІЇ МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
(МПС) ....................................................................................................................................
Лабораторна робота 2П ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
НЕЗАЛЕЖНОГО ЗБУДЖЕННЯ ........................................................................................
Лабораторна робота 3П ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
ПАРАЛЕЛЬНОГО ЗБУДЖЕННЯ ......................................................................................
Лабораторна робота 4П ДОСЛІДЖЕННЯ ДВИГУНА ПАРАЛЕЛЬНОГО ЗБУДЖЕННЯ …………………….
Лабораторна робота 5П
ДОСЛІДЖЕННЯ ДВИГУНА ПОСЛІДОВНОГО ЗБУДЖЕННЯ ..................................
Лабораторна робота 6П ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ПОТУЖНОСТІ І ККД ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО
СТРУМУ НЕЗАЛЕЖНОГО ЗБУДЖЕННЯ, ПОБУДОВА ЙОГО ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ТА МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК...........................
БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК ............................................................................................