2. Контрольные вопросы

1. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

2. Вращающееся магнитное поле (условия возникновения и частота вращения ).

3. Принцип действия асинхронного двигателя . Почему двигатель называется асинхронным?

4. скольжение и его влияние на работу АД.

5. ЭДС статора и ротора (зависимость от частоты и скольжения ).

6. Ток ротора и статора (зависимость от нагрузки ).

7. Потери и энергетическая диаграмма АДК.

8. Зависимость от нагрузки к.п.д и .

9. Механическая характеристика и пуск АДК.

10. От каких параметров зависит ток холостого хода.

Литература

1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова, “Высшая школа” , 1985 ,с.387-407.

2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. “Энергоатомиздат”, 1985 , с.401-455.

3. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. “Высшая школа”, 2007. с. 199-229.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

НЕЗАВИСИМОГО И ПАРАЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1. Цель работы

Ознакомиться с устройством генератора независимого и парал­лельного возбуждения и исследовать его свойства путем снятия ха­рактеристики холостого хода и внешней характеристики.

при ; при

2. Домашнее задание

Пользуясь учебниками и конспектом лекций, изучите устройст­во, принцип действия и характеристики генератора независимого и параллельного возбуждения. Особое внимание обратить на следующие вопросы: устройство генератора и его конструкция; назначение от­дельных элементов генератора; зависимость ЭДС генератора от маг­нитного потока и тока возбуждения; влияние реакции якоря на напря­жение генератора независимого возбуждения; факторы, влияющие на вид внешней характеристики генератора независимого возбуждения; условия возбуждения генератора параллельного возбуждения; факторы, влияющие на вид внешней характеристики генератора параллельного возбуждения; области применения генераторов независимого и смешан­ного возбуждения.

Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.

Внимательно прочитайте методические указания к данной лабо­раторной работе. Ознакомьтесь с принципиальными электрическими схемами лабораторной установки, показанной на рисунках 1 и 2, и уясните назначение каждого элемента схемы. Начертите в рабочей тетради таблицы 1, 2, 3, 4.

3. Рабочее задание

1. Ознакомиться с устройством генератора независимого возбуж­дения и приводного асинхронного двигателя. Записать их паспортные данные в таблицу 1.

Таблица 1

Тип	Фабричный номер	В	А	Вт	об/мин

2. В соответствии с номинальными данными генератора постоян­ного тока выбрать электроизмерительные приборы и записать их пас­портные данные в таблицу.

3. Для исследования генератора независимого возбуждения соби­рается электрическая схема, приведенная на рис. 1.

Рис. 1

Генератор постоянного тока приводится во вращение асинхрон­ным двигателем (АД). Обмотка возбуждения генератора питается от источника напряжения В через реостат , включенный

по схеме потенциометра. Это позволяет регулировать ток воз­буждения от нуля до максимального значения.

Сопротивление предназначено для изменения тока нагрузки ге­нератора. Амперметры А₁ и А₂ предназначены для измерения тока возбуждения и тока якорной цепи. Вольтметр V измеряет напряже­ние на зажимах генератора.

4. Снять характеристику холостого хода генератора независи­мого возбуждения. Для этого, при выключенных тумблерах, изменяют ток возбуждения I_в и измеряют значения ЭДС на зажимах якоря генератора. Первую точку характеристики снимают при максимальном токе возбуждения. Постепенно уменьшая ток возбуждения, делают еще 6-8 замеров E₀ и I_в. Последний замер делают при I_в=0, При этом вольтметр покажет значение ЭДС, наводимой остаточным магнитным потоком. Число оборотов замеряется тахометром.

Результаты измерений записываются в таблицу 2, по которой стоится характеристика холостого хода.

Таблица 2

Iв ,А		об/мин
E0, В

5. Внешнюю характеристику генератора независимого возбужде­ния снимают следующим образом. Генератор приводится во вращение и при помощи потенциометра устанавливается значение тока воз­буждения, при котором напряжение рано 130В. При снятии характеристики ток возбуждения должен оставаться неизменным.

П ервая точка характеристики снимается при выключенных тумб­лерах, т.е. при . Постепенно увеличивая нагрузку гене­ратора, снимают еще 5-6 точек характеристики. Максимальное значе­ние тока якоря не должно превышать 1,25 .

Результаты измерений заносятся в таблицу 3.

Таблица 3

Iя , А		А об/мин
U, В

Внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения снимают по схеме, показанной на рис. 2

Рис. 2

Выключив тумблеры нагрузочного устройства, пускают асинхронный двигатель, вращающий генератор и уменьшают сопротивление в цепи воз­буждения. Если генератор не возбуждается (напряжение на якоре остается близким к нулю), то необходимо поменять местами концы обмотки возбуждения.

В озбудив генератор и убедившись, что ток якоря равен нулю, реостатом изменяют ток возбуждения и устанавливают напряже­ние равным напряжению холостого хода в таблице 3. В дальнейшем сопротивление реостата остается неизменным. Записывают по­казания приборов в таблицу 4 при . С помощью тумблеров постепенно увеличивают нагрузку генератора и снимают еще 5-6 то­чек характеристики. Максимальное значение тока якоря не должно превышать 1,25 . Результаты измерений заносятся в таблицу 4.

		Примечания
		об/мин

Сопротивление цепи возбуждения определяют по закону Ома:

По данным таблиц 3 и 4 на одном графике строят внешние характеристики генератора при независимом и параллельном возбуждении. С графика снимают напряжения при I_я =0 и I_я=I_н . Определяют изменение напряжения генераторов независимого и параллельного возбуждения при изменении нагрузки от нуля до номинального значения

Где U₀ – напряжение холостого хода;

U_н – напряжение при номинальном токе якоря.

2. Контрольные вопросы

1. Устройство генератора постоянного тока?

2. Принцип действия ГПТ и назначение коллектора.

3. Зависимость основного магнитного потока от тока возбуждения генератора. Влияние воздушного зазора.

4. Холостой ход генератора. Характеристика холостого хода и остаточная ЭДС.

5. Внешняя характеристика ГПТ независимого возбуждения.

6. Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения проходит круче, чем у генератора независимого возбуждения?

7. Каким образом влияет реакция якоря ГПТ на вид внешней характеристики?

8. Почему для поддержания постоянства напряжения ГПТ с ростом нагрузки приходится увеличивать ток возбуждения?

9. Условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения.

10. Коммутация в ГПТ и способы ее улучшения.

Литература

1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова, “Высшая школа” , 1985 ,с.358-372.

2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. “Энергоатомиздат”, 1985 , с.342-363.

3. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. “Высшая школа”, 2007. с. 239-268.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1. Цель работы

Ознакомиться с особенностями устройства генератора смешанного возбуждения и исследовать его свойства путем снятия внешних харак­теристик,

2. Домашнее задание

Пользуясь учебниками и конспектом лекций, изучите устройство, принцип действия и характеристики генератора постоянного тока сме­шанного возбуждения. Особое внимание обратить на следующие разде­лы: устройство генератора и расположение обмотки последовательного возбуждения, влияние обмотки последовательного возбуждения на ха­рактеристики генератора при согласном и встречном включении обмо­ток, область применения генераторов смешанного возбуждения при раз­личных способах включения последовательной обмотки.

Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.

Внимательно прочитайте методические указания к данной лабора­торной работе. Ознакомьтесь с принципиальной электрической схемой лабораторной установки, показанной на рис. I, и уясните назначение каждого элемента схемы. Начертите в рабочей тетради таблицы I и 2.

3. Рабочее задание

I. Ознакомиться с устройством генератора смешанного возбужде­ния и приводного асинхронного двигателя. Записать их паспортные данные в таблицу I.

Таблица 1

Тип	Фабрич­ный номер	Uн, В	Iн, А	Pн, Вт	nн, об/мин

2. Выбрать электроизмерительные приборы в соответствии с пас­портными данными генератора постоянного тока и записать паспортные данные приборов в таблицу.

3. Для исследования генератора смешанного возбуждения собира­ется электрическая схема, приведенная на рис. 1.

Генератор постоянного тока приводится во вращение асинхронным двигателем (АД). Исследуемый генератор имеет две обмотки возбужде­ния: параллельную, зажимы которой обозначены Ш1 и Ш2 , и по­следовательную с обозначениями С1 и С2 . Сопротивление предназначено для изменения тока якоря генератора (нагрузки гене­ратора). Амперметры А1 и А2 предназначены для измерения тока -возбуждения и тока нагрузки. Вольтметр V измеряет напряжение на щетках генератора.

Рис. 1

В режиме холостого хода (при отсутствии тока нагрузки) напря­жение генератора определяется величиной магнитного потока, созда­ваемого параллельной обмоткой возбуждения и скоростью вращения

якоря. При отсутствии последовательной обмотки с ростом тока нагрузки происходит уменьшение напряжения генератора, которое обуславливается падением напряжения в якорной цепи и уменьшением магнитного потока генератора из-за реакции якоря и уменьшения тока возбуждения.

При согласном включении последовательной обмотки направления магнитных потоков, создаваемых параллельной и последовательной обмотками, совпадают. Это возрастание магнитного потока компенсирует уменьшение напряжения генератора от указанных выше факторов.

При встречном включении последовательной обмотки магнитный поток этой обмотки имеет противоположное направление с потоком параллельной обмотки, поэтому при увеличении тока якоря результирующий магнитный поток генератора уменьшается, что ведет к резкому уменьшению напряжения генератора.

4. Снять внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения. Для этого собирается электрическая схема, представленная на рис. 1, причем последовательная обмотка , в схему не включается. При выключенных тумблерах реостата пакетным переключателем B1 запускается приводной асинхронный двигатель и проверяется направление вращения генератора (направление вращения должно совпадать с указанным на корпусе генератора). В случае неправильного направления вращения нужно отключить схему от сети и поменять местами два любых проводника, подводящих напряжение к асинхронному двигателю. При правильно включенной параллельной обмотке генератор постоянного тока возбуждается, при этом его напряжение превышает номинального значение. Если генератор не возбуждается (напряжение на зажимах якоря близко к нулю), то необходимо при отключенном приводном двигателе поменять местами проводники, подсоединенные к концам параллельной обмотки и .

Возбудив генератор, снимают показания приборов при токе нагрузки, равном нулю, и записывают в таблицу 2. Постепенно нагружая генератор, снимают еще 5-6 точек характеристики. Максимальное значение тока нагрузки не должно превышать 1,25 . Результаты опыта заносят в таблицу 2. Скорость вращения генератора измеряется тахометром.

5. Внешние характеристики генератора при согласном и встречном включении обмоток возбуждения снимают следующим образом. При выключенном приводном двигателе последовательная обмотка , включается в якорную цепь генератора в соответствии со схемой, показанной на рис.1. Выключают все тумблеры реостата и запускают асинхронный двигатель. Убедившись, что ток нагрузки равен нулю, записывают показания приборов в таблицу, аналогичную таблице 2. Постепенно увеличивая нагрузку, снимают еще 5-6 точек внешней характеристики.

Таблица 2

, A		= A
,В		об/мин

Меняют местами проводники, подключенные к концам и последовательной обмотки возбуждения, и аналогично ранее проделанному снимают еще одну внешнюю характеристику генератора. Результаты измерений заносят в таблицу, аналогичную табл. 2.

6. По полученным данным строятся внешние характеристики генератора постоянного тока параллельного и смешанного возбуждения при согласном и встречном включении параллельной и последовательной обмоток. Все три характеристики строятся в одних координатах осях. По построенным характеристикам определяются напряжения генератора при номинальном токе и при холостом ходе. Изменение напряжения для всех возбуждения генератора вычисляют по формуле:

∆ ,

где - напряжение при номинальном токе;

- напряжение при холостом ходе.

7. Сравнить все три внешние характеристики генератора и объяснить физические процессы в генераторе, обуславливающие изменение его характеристик.