Литература
Н.Ф.Ильинский. Основы электропривода. Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2003г. – 224 с.
В.В. Москаленко. Электрический привод. Учебник для студ. высш. учеб. заведений – М.: Издательский центр “Академия”, 2007. – 368 с.
Г.И. Драчев. Теория электропривода: Учебное пособие. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2005. Часть 1. – 209 с.
В.И. Ключев Теория электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 2001. - 697 с.
Гопал К. Дюбей. Основные принципы устройства электроприводов. Москва: Техносфера, 2009. – 480 с.
II. Методические указания к проведению лабораторных работ
М.1 Организация и порядок проведения лабораторных работ
Лабораторные работы по предмету «Электрический привод» знакомят студентов с устройством трансформаторов, электрических машин, электромашинных элементов электропривода, типовых схем автоматического электропривода и позволяют экспериментально проверить основные положения теории, приобрести навыки по сборке электрических схем, содержащих электрические машины, трансформаторы, пускорегулирующую аппаратуру, измерительные устройства. Непосредственное участие в экспериментах вырабатывает у студентов практические навыки по методике проведения опытов и обработке их результатов. По полученным данным лабораторного исследования студенты должны научиться оценивать свойства электрических машин и систем электропривода.
Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, необходимо: тщательно изучить содержание работы и порядок ее выполнения; повторить теоретический материал; подготовить таблицы для занесения результатов наблюдений и вычислений. Студент должен иметь отдельную рабочую тетрадь для записей, необходимых для составления отчета о проделанной работе. Чтобы избежать возможных ошибок при чтении принципиальных схем и ознакомлении с лабораторными стендами, нужно знать условные обозначения и буквенные коды электротехнических элементов и устройств, соответствующих действующему стандарту.
Лабораторные работы выполняются бригадами, обычно из 3—5 человек. Такой количественный состав определяется необходимостью одновременного снятия большого числа показаний измерительных приборов и регулировкой нескольких параметров исследуемого объекта. В процессе работы каждый член бригады выполняет определенные обязанности. В последующих работах эти обязанности должны меняться так, чтобы каждый член бригады смог приобрести навыки по различным видам работ лабораторного исследования. При завершении работы студенты составляют отчет. Лабораторная работа засчитывается, если отчет соответствует предъявляемым требованиям и если студент ответил на вопросы преподавателя. При этом студент должен знать устройство и принцип работы объекта исследования, назначение всех элементов схемы и понимать физические процессы, объясняющие полученные результаты, а также уметь объяснить порядок действий при выполнении любого эксперимента в лабораторной работе.
М.2 Техника безопасности при работе в лаборатории электрического привода
Лабораторные стенды и агрегаты в лаборатории электрического привода являются действующими электроустановками, отдельные элементы которых находятся под напряжением. Поэтому при определенных условиях, возникающих из-за нарушения установленных правил, лабораторные стенды могут стать источником поражения человека электрическим током и других видов травматизма. Положение усугубляется еще и особенностью монтажа элементов лабораторного стенда, предусматривающего максимальную доступность к приборам, машинам и пускорегулирующей аппаратуре, а также создающего дополнительные опасности при выполнении лабораторных работ. Тело человека обладает электропроводимостью, поэтому при соприкосновении с двумя неизолированными элементами установки, находящимися под напряжением (одним из этих элементов может оказаться корпус электрической машины или трансформатора), через тело человека проходит электрический ток. Достигнув опасных значений, этот ток приводит либо к сильным ожогам (электрическая травма), либо к тяжелым поражениям нервной, сердечной и дыхательной систем организма человека (электрический удар). Последствия поражения электрическим током бывают тяжелыми и могут привести к смертельному исходу.
Специфика работы с электрическими машинами состоит в том, что при несоблюдении правил техники безопасности студент подвергается не только опасности поражения электрическим током, но и опасности механических ударов вращающимися частями электрических машин и тормозных устройств. Необходимо помнить, что многие элементы схемы лабораторной установки, находящиеся под напряжением, доступны для прикосновения, а вращающиеся части хотя и имеют обычно защитные устройства, все же не исключают «захвата» частей одежды или механического удара. Поэтому студенты в лаборатории должны соблюдать исключительную осторожность и правила техники безопасности:
1) студент, находясь в лаборатории, должен быть предельно дисциплинированным и внимательным; беспрекословно выполнять все указания преподавателей и лаборантов; находиться непосредственно у исследуемой лабораторной установки;
2) запрещается подходить к другим установкам, распределительным щитам и пультам и делать на них какие-либо включения или переключения; включать лабораторную установку в сеть, если кто-нибудь касается ее неизолированной токоведущей части; производить в ней какие-либо присоединения, если установка находится под напряжением; во время работы электрической машины касаться вращающихся частей или наклоняться к ним близко; оставлять без наблюдения лабораторную установку или отдельные ее приборы под напряжением;
3) при перемещениях движков и рукояток пускорегулирующей аппаратуры необходимо следить за тем, чтобы рука была в соприкосновении только с изолированной рукояткой;
4) одежда не должна иметь свободно свисающих концов шарфов, косынок, галстуков и т. п., а прическа или головной убор должны исключать возможность «свисания» прядей волос;
5) если схема содержит конденсаторы, то после ее отключения необходимо разрядить конденсаторы, замкнув накоротко их выводы;
6) при работе с лабораторной установкой, находящейся под напряжением, студенты должны стоять на изоляционных резиновых ковриках;
7) о всех замеченных случаях неисправности в работе установок и нарушении правил техники безопасности студент должен немедленно доложить преподавателю;
8) если произошел несчастный случай, лабораторную установку следует немедленно отключить, оказать пострадавшему первую помощь, одновременно сообщив об этом преподавателю.
Инструктаж по технике безопасности должен быть зафиксирован в специальном журнале, где каждый студент после изучения правил техники безопасности должен расписаться.
М.3 Обработка результатов эксперимента и оформление отчета по лабораторной работе.
Каждый студент должен самостоятельно обработать результаты выполненных им опытов и составить отчет о проделанной лабораторной работе. Этот отчет помимо номера и названия лабораторной работы, индекса учебной группы должен содержать следующие сведения: перечень электрических машин, трансформаторов, пускорегулирующей аппаратуры и измерительных приборов с указанием их паспортных данных; программу лабораторной работы; электрические схемы соединений; таблицы с записью результатов проведенных опытов и выполненных вычислений; расчетные формулы, по которым выполнялись вычисления; диаграммы и графики зависимостей; заключение о проделанной работе.
Все схемы, таблицы и графики, приводимые в отчете, должны иметь наименования, например, «Схема опыта холостого хода трансформатора», «Таблица результатов опыта холостого хода трансформатора», «График зависимости КПД трансформатора от нагрузки». Элементы электрических схем должны изображаться и обозначаться в соответствии с действующим стандартом.
При выполнении расчетов рекомендуется пользоваться калькуляторами. Схемы соединений и таблицы следует выполнять карандашом с помощью линейки с обязательным соблюдением требований на условные изображения и обозначения элементов схем и единиц измерения. Особое внимание необходимо уделить выполнению графиков зависимостей. По координатным осям наносят деления с одинаковыми интервалами, соответствующие откладываемым значениям в принятых единицах измерения. У каждой координатной оси должны быть указаны условное буквенное обозначение откладываемой величины и единица ее измерения. Если величины на координатных осях отложены в определенном масштабе с указанием числовых отметок, то на концах этих осей стрелок ставить не следует. Если в одних координатных осях строится несколько графиков, представляющих собой функциональные зависимости ряда величин от одной независимой переменной (например, рабочие характеристики двигателя), то параллельно основной оси ординат, пересечение которой с осью абсцисс принято за начало координатных осей, проводят дополнительные оси ординат, каждую со своим масштабом и своими единицами измерения. За начало координат всех величин в этом случае принимают точку пересечения основных осей. При построении точек по результатам опытов на таком совмещенном графике эти точки во избежание ошибок следует отмечать разными условными значками — крестиками, кружочками и т. п.
После нанесения точек какого-либо графика их соединяют плавной кривой. При этом возможен «разброс» точек, т.е. некоторые из этих точек не будут лежать на кривой. Это объясняется возможными погрешностями экспериментов: неточным снятием показания измерительного прибора, случайными колебаниями напряжения в сети, приближенностью вычислений и т. п. Если «разброс» точек оказался значительным, то опыт следует повторить. Для построения криволинейного графика необходимо иметь не менее пяти точек.
В последнем разделе отчета, в заключении о проделанной работе, студент должен дать оценку эксплуатационным свойствам объекта исследования, соответствие этих свойств паспортным данным этого объекта, подтвердились ли экспериментально теоретические сведения и т. п.
Отчет в целом должен быть лаконичным, но так, чтобы его содержание было понятным без дополнительных устных пояснений. Объем отчета не должен превышать четырех страниц формата А4.
Лабораторная работа 1. Двигатель постоянного тока
Цель: Изучение рабочих характеристик двигателей постоянного тока (ДПТ) с независимым, параллельным и последовательным возбуждением, практическое ознакомление с двигательным режимом, экспериментальное получение электромеханических и механических характеристик.
Перечень аппаратуры
Обозначение (Тип) |
Наименование |
Характеристики |
G1 (201.2) |
Трехфазный источник питания |
~ 400 В / 16 А |
G2 (206.1) |
Источник питания двигателя постоянного тока |
— 0…250 В / 3 А (якорь) / — 200 В / 1 А (возбуждение) |
G5 (104) |
Преобразователь угловых перемещений |
6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот |
M1 (106) |
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором |
120 Вт / ~ 380 В / 1500 мин-1 |
M2 (101.2) |
Машина постоянного тока |
90 Вт / 220 В / 0.56 А (якорь) / 2х110 В / 0.25 А (возбуждение) |
A1 (318.1) |
Регулируемый автотрансформатор |
~ 0…240 В / 2 А |
A18 (322) |
Выпрямитель |
~ 400 В / 2А |
P1 (508.2) |
Мультиметры |
~ 0…1000 В / ~ 0…10 А / ~ 0…20 МОм |
P3 (506.2) |
Указатель частоты вращения |
-2000…0…2000 мин-1 |
Описание электрических схем соединений.
Источник G1 – источник синусоидального напряжения промышленной частоты.
Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока M2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением и для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с параллельным \ последовательным возбуждением.
Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения P3 электромашинного агрегата.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором М1 выполняет роль электромагнитного тормоза, статорная обмотка которого питается постоянным током через выпрямитель А18 от регулируемого автотрансформатора А1.
С помощью мультиметров Р1 контролируются напряжение и ток якорной обмотки двигателя М2.
1.1 Определение механических характеристик ДПТ с независимым \ параллельным \ последовательным возбуждением.
Электрическая схема соединений. Вариант 1.
