LABORATORNAYa_RABOTA_1

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Забайкальский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ЗабГУ»)

Энергетический факультет

Кафедра ЭиЭТ

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЭЛЕКТРОМАШИННОГО АГРЕГАТА

Выполнил: Студент гр ЭП-13-2

Кибирев А.Г.

Проверил преподаватель:

Шойванов Ю.Р.

Чита 2016 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЭЛЕКТРОМАШИННОГО АГРЕГАТА

1. Цель работы

1. Экспериментально снять и по результатам обработки экспериментального ма­териала построить механическую характеристику электромашинного агрегата.

2. Объяснить характер полученной кривой.

2. Электрическая схема лабораторной установки;

Н

Рис. 2.1. Электрическая схема лабораторной установки

а рис. 2.1. приведена схема лабораторной установки. При выполнении работы вращение вала электромашинного агрегата осуществляется двигателем постоянного тока 1М. Изменение частоты его вращения от 0 до номинальной n_н достигается из­менением напряжения питания якорной цепи двигателя U посредством регулирова­ния входного напряжения выпрямителя ВТ маховиком автотрансформатора 1АТТ

3. Методические указания

Как было показано выше (см. рис 2.1), электромашинный агрегат представляет со­бой совокупность трех машин 1M, Г, и 2М, механически соединённых одним валом. Включение двигателя 1M при напряжении якорной цепи U выше 15 В вызовет вра­щение всех трех машин вместе с валом. При этом каждой установившейся угловой скорости вращения вала ω и будет соответствовать условие равенства движущего момента М, развиваемого двигателем 1M, и момента сил сопротивления движению по основному уравнению электропривода:

М = М_с

Так как движение вала осуществляется двигателем 1М при разомкнутой цепи якоря нагрузочной машины Г и отключенном от сети питания двигателе 2М, кото­рые в этом случае будут представлять просто механически вращающиеся массы, то режим работы двигателя 1М близок к режиму холостого хода. Момент сопроти­вления движению при каждой установившейся скорости будет формироваться си­лами трения всех трех машин в подшипниках, щеток о коллекторные пластины ма­шин постоянного тока 1M и Г и трения щеток АД с фазным ротором о контактные кольца, а также силами трения вращающихся частей машин и лопаток их ве­нтиляторов о воздух. Обозначив соответственно рассмотренным силам трения мо­менты сопротивления движению М_сн, М_сщ М_с найдем результирующий момент со­противления как сумму всех трех составляющих

М_схх = М_сн + М_сщ + М_с

Моменты сил трения Мсн и Мсщ практически по зависят от скорости вращения вала (исключая режимы малых скоростей, при которых усилие пружин щеткодержателей больше сил касательных к поверхности трения щеток и щетки при переходе с одной пластины коллектора на другую как бы спотыкаются о шероховатости;

М_сн + М_сщ = М_со

М_схх = М_со + М_св

Момент вентиляционных сил трения имеет, как известно степенную (чаще квадра­тичную) зависимость от скорости.

Вращающий момент двигателя определяется равен;

М = Р_м/ω = М_схх (Н*М),

где Р_м - механическая мощность на валу двигателя, которая с достаточной для практических целей точностью принимается равной электромагнитной мощно­сти, равной

Р_м = Р₁ - ∆Р_ЭЛ = UI – I² R (Вт),

где Р₁ - мощность, потребляемая якорем двигателя 1M, Вт,

∆ Р_эл - мощность электрических потерь в обмотке якоря, Вт,

ω - угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с.

Таким образом, определив различные значения М расчетным путем по результатам эксперимента, будем считать, что получим соответствующие значения момента со­противления, создаваемого электромашинным агрегатом как рабочей машины, а по­строенная в координатах плоскости кривая ω = f(М) - суть механически характе­ристика этой рабочей машины.

Следует обратить внимание на определение: механической характеристикой рабочей машины (или двигателя) называется зависимость вида n = f(М) или ω = f(М) Чаще в теории электропривода используется зависимость ω = f(М), поэтому полученную в результате эксперимента величину частоты вращения n, следует пересчитать в величину угловой скорости для каждого эксперимента по формуле:

4. Таблица измерений

№ экс	n об/мин	ω рад/с	U, В	I, А	I2·R Вт	U·I Вт	Pm Вт	Мсхх, Н*м	Примечания
1	50	5,25	25	1,08	1,05	27	25,95	4,9
2	210	19,95	40	1,08	1,05	43,2	42,15	10
3	380	32,025	55	1,08	1,05	59,4	58,35	12
4	510	46	70	1,08	1,05	75,6	74,55	15,76
5	690	60,9	85	1,25	1,406	106,25	104,84	17,29
6	790	80	100	1,25	1,406	125	123,59	18,73
7	980	89,775	115	1,33	1,592	152,95	151,36	19,59
8	1030	119,7	130	1,5	2,025	195	192,98	21,42
9	1250	135,45	145	1,5	2,025	217,5	215,48	22,29
10	1410	158,55	160	1,58	2,247	252,8	250,55	22,74
11	1700	178,5	175	1,6	2,304	280	277,7	23,41

ω

М_схх