4. Зміст звіту по лабораторній роботі

Звіт по лабораторній роботі обов’язково повинен включати: назву та мету роботи; схему лабораторної установки та паспортні данні електричних машин; експериментальні та розрахункові дані для побудови експериментальних характеристик; розрахунок теоретичних характеристик по паспортних даних для всіх досліджуваних режимів; графіки електромеханічних і механічних характеристик; розрахунок по експериментальних даних споживаної та корисної потужності, втрат потужності в елементах схеми та ККД двигуна в заданому режимі і побудовану на основі цих розрахунків енергетичну діаграму; висновки.

При розрахунках енергетичних показників корисну потужність виконавчого двигуна визначають як різницю між потужністю на якорі навантажувальної машини та повними втратами в НМ

,

(8)

де постійні втрати в НМ Р_{пост.НМ} знаходять з тарувальної кривої, наведеної на рис.2.6.

При розрахунку теоретичних характеристик можна використати відомості, наведені в теоретичній частині.

Графіки експериментальних та теоретичних характеристик бажано зображати в одній системі координат.

У висновках потрібно вказати яким чином зміна того чи іншого параметру впливає на характеристики та наскільки експеримент відповідає теорії, назвати можливі причини невідповідності.

5. Контрольні питання

1. Чому механічна та електромеханічна характеристики двигуна зі змішаним збудженням є нелінійними?

2. Чому з ростом навантаження характеристики стають більш лінійними?

3. Які особливості гальмівних режимів двигуна зі змішаним збудженням?

4. Як розраховуються теоретичні характеристики двигуна зі змішаним збудженням?

5. Для чого використовують шунтування якоря двигуна? Чому швидкість холостого ходу в цьому випадку нижча, ніж у реостатної характеристики?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Електромеханічних властивостей системи генератор – двигун

Мета роботи: дослідження електромеханічних властивостей системи генератор-двигун (Г-Д), аналіз енергетики сталих режимів електромеханічної системи Г-Д.

1. Основні теоретичні положення

Система Г-Д застосовується в електроприводах, що забезпечують широкий діапазон регулювання швидкості виконавчих механізмів.

Принципова електрична схема системи представлена на рис.3.1, складається з наступних елементів:

1) випробуваного електродвигуна постійного струму незалежного збудження D;

2) генератора постійного струму незалежного збудження G, призначеного для живлення електродвигуна;

3) асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором М1, що є джерелом механічної енергії для генератора;

4) навантажувальної машини GL, у якості якої служить генератор постійного струму.

У системі Г-Д пуск здійснюється включенням у мережу асинхронного двигуна М1, що приводить у рух генератор, потім за допомогою автоматичного вимикача QF2 подається живлення на обмотки збудження генератора G, двигуна D і обмотку збудження навантажувальної машини GL. Опір R2 у ланцюзі навантажувальної машини знаходитися в розімкнутому положенні, і після включення QF2 живлення надходить тільки на обмотки збудження машин. Потенціометром RP, змінюючи струм збудження генератора, отже, і потік генератора, установлюють напругу необхідну для пуску електродвигуна. Таким чином, потоком обмотки збудження генератора регулюється ЕРС генератора.

Максимальна ЕРС генератора дорівнює сумі номінальної напруги двигуна U_ном і спадання напруги на опорі якірного ланцюга генератора при номінальному струмі двигуна І_я.д.ном:

В обсяг теоретичних розрахунків до лабораторної роботи входять розрахунок і побудова по паспортним даним граничних механічних характеристик двигуна і визначення діапазону регулювання швидкості двигуна в системі Г-Д за допомогою зміни напруги на його якорі.

Верхньою граничною характеристикою двигуна є його природна механічна характеристика. Розрахунок і побудова природної механічної характеристики по каталожним даним детально розглянуто раніше в роботі №1.

Усі необхідні для побудови характеристики паспортні і довідкові дані приведені в завданні до роботи.

Максимальна швидкість двигуна при роботі в номінальних умовах _макс дорівнює його номінальної швидкості _ном, тобто _макс=_ном.

Значення _ном визначається по частоті обертання, приведеної в паспортних даних двигуна. Опором сполучних проводів зневажаємо.

Знаючи напругу на генераторі при ненавантаженому ході , що забезпечує номінальний режим роботи двигуна, знаходимо по кривій на рис.3.2 максимальний струм збудження генератора .

Нижню граничну механічну характеристику двигуна знайдемо з наступних розумінь.

Щоб уникнути можливості мимовільної зупинки двигуна під дією реакції якоря генератора при його малих струмах збудження, мінімальна ЕРС генератора

(1)

д е – напруга реакції якоря генератора при номінальному струмі двигуна.

Зневажаючи реактивною складовою реакції якоря генератора, будемо вважати, що

Підставляючи значення в рівняння (1), одержимо

(2)

Мінімальна швидкість двигуна, що відповідає мінімальній напрузі генератора,

. (3)

Підставляючи значення E_гмін з рівняння (2) у рівняння (3), маємо

. (4)

Опір якоря генератора звичайно набагато менше опора якоря двигуна. Однак, з огляду на додатковий опір проводів і перехідний опір щіток генератора і двигуна, з урахуванням деякого запасу, можна вважати, що опір якоря генератора і двигуна рівні, тобто .

У цьому випадку можемо написати відповідно до рівняння (4):

де – номінальне статичне падіння швидкості двигуна.

Таким чином, нижню граничну електромеханічну характеристику двигуна в системі Г-Д побудуємо, якщо через точку з координатами , проведемо лінію, рівнобіжну природній механічній характеристиці двигуна.

Е лектромеханічні характеристики (гранична і номінальна приведені на рис.3.3). Мінімальний струм збудження генератора найдемо за значенням .

У цьому випадку діапазон регулювання швидкості двигуна з засобом зміни напруги на його якорі визначиться з вираження:

.