Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Цель работы

 

Пользуясь учебником и конспектом лекций, изучите материал по двигателям постоянного тока параллельного возбуждения. Обратите особое внимание на следующие вопросы: устройство двигателя; принцип действия; от чего зависят ток возбуждения и магнитный поток двигателя; как изменяется ток и ЭДС якоря при изменении нагрузки на валу двигателя; влияние тока возбуждения и сопротивления якорной цепи на механическую характеристику; потери и к.п.д. двигателя; пуск, реверс и регулирование скорости.

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. 1, и уясните назначение каждого элемента схемы. Продумайте порядок выполнения работы. Начертите в рабочей тетради таблицы 1, 2, 4, 5, 6.

 

3. Рабочее задание

 

1. Ознакомиться с устройством двигателя постоянного тока и нагрузочного генератора. Записать их паспортные данные в табл. 1.

        

                                                                                     Таблица 1

 

Наименование	UН, В	IH, А	РН, Вт	nH, об/мин	Тип	Фабрич- Ный номер
Двигатель
Генератор

2. Выбрать электроизмерительные приборы в соответствии с паспортными данными двигателя и нагрузочного генератора. Записать паспортные данные приборов в таблицу. Обозначить приборы на стенде в соответствии с таблицей 2.

3. Для исследования двигателя постоянного тока параллельного возбуждения собирается электрическая цепь согласно рис. 1. На этом рисунке приняты следующие обозначения:

Д – якорь исследуемого электродвигателя;

Г – якорь нагрузочного генератора;

ОВД и ОВГ – обмотки возбуждения двигателя и генератора;

R₁, R₂ – регулировочные реостаты в цепи возбуждения и в якорной цепи двигателя;

ПР – пусковой реостат;

R_H – сопротивление нагрузки;

В1 – пакетный выключатель.

 

Вал исследуемого двигателя механически соединен с валом генератора. С помощью этого генератора создается механическая нагрузка ( момент сопротивления) на валу исследуемого двигателя. Обмотка возбуждения генератора питается от сети постоянного тока напряжением 115 В. К якорю генератора подключено сопротивление R_H, с помощью которого можно изменять нагрузку генератора. При этом изменяется нагрузка и на валу исследуемого двигателя. Обмотки исследуемого двигателя подключаются к сети постоянного тока через пусковой реостат.

4. Пуск и реверс двигателя осуществляется следующим образом. Убедившись, что тумблеры выключены, пусковой реостат введен полностью (ручка реостата находится в положении «стоп»), а реостаты R₁ и R₂ выведены, замыкают выключатель В1 и плавно переводят ручку пускового реостата в положение «ход». При пуске ток в цепи якоря двигателя не должен превышать 2, 5 I_H.

Определяют направление вращения якоря (правое или левое) и останавливают двигатель, переведя ручку пускового реостата в положение «стоп». После этого размыкают выключатель В1 и меняют местами концы якорной обмотки двигателя Я₁ и Д₂. Затем снова замыкают выключатель В1, пускают двигатель и убеждаются в изменении направления вращения якоря.

Аналогичным образом меняют направление вращения переключением концов обмотки возбуждения Ш₁ и Ш₂.

5. Естественные характеристики снимаются следующим образом. Пустив двигатель и убедившись, что реостаты R₁ и R₂  выведены полностью, записывают в таблицу 2 показания приборов при выключенных тумблерах, т.е. при токе генератора I_г=0. Увеличивая нагрузку генератора (а, следовательно, и двигателя) с помощью тумблеров, аналогично снимают еще 5 – 6 точек. Величину нагрузки можно контролировать по величине тока в якорной цепи двигателя I_я. Интервал между точками принимается равным примерно 0, 2 I_H. В процессе опыта максимальное значение тока двигателя недолжно превышать  1, 25 I_H.

ТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ I_в ВО ВРЕМЯ ОПЫТА ДОЛЖЕН ПОДДЕРЖИВАТЬСЯ ПОСТОЯННЫМ.

Результаты замеров сводят в табл. 2.

                                                                                            Таблица 2

 

№ замеров	1	2	3	4	5	6	Примечание
Iя, А							U =     В Iя   =         А R2  = 0 Ом = 0 Ом
n, об/мин
Uг, В
Iг, А

 

По данным табл. 2 строится естественная скоростная характеристика n=f( I_я ).

По данным опыта вычисляют:

мощность генератора

, Вт,

мощность двигателя на валу

, Вт

 

(к.п.д. генератора η _г  берутся из графика η _г=f (P_г), который строится на основании таблицы 3. При этом номинальная мощность генератора берется из таблицы 1);

                                                                                                Таблица 3

 

Pг/Pн	0, 2	0, 4	0, 6	0, 8	1, 0	1, 2	1, 4
η г	0, 62	0, 72	0, 76	0, 78	0, 77	0, 75	0, 7

 

момент на валу двигателя

, Нм,

 

ток I, потребляемый двигателем из сети,

 

, А

 

мощность Р₁, потребляемая двигателем из сети,

 

, Вт,

 

к.п.д. двигателя

 

Результаты расчетов записываются в табл. 4, по которой строят характеристики двигателя P₁, η _д =f(P₂) и М= f(I_я).

6. Снимается скоростная характеристика n= f(I_я) при добавочном сопротивлении в цепи якоря R₂=5 – 10 Ом. Опыт проводится так же, как и при снятии рабочих характеристик, но записываются лишь ток якоря I_я и скорость двигателя n. Ток возбуждения I_в поддерживается таким же, как и при снятии естественных характеристик.

                                                                                     Таблица 4

 

№ замеров	1	2	3	4	5	6	7
Pг , Вт
η г
P2 , Вт
М,   Нм
I, А
P1 , Вт
η д

 

Результаты опыта записываются в табл. 5, по которой строится скоростная характеристика при наличии добавочного сопротивления в цепи якоря двигателя.

                                                                                      Таблица 5

 

Iя, А		U =                   В  Iв =                    А   R2 =                Ом
n, об/мин

 

7. Скоростная характеристика при ослабленном магнитном потоке снимается так же, как и в предыдущем случае, но сопротивление R₁ принимается равным нулю и ток возбуждения уменьшается на 20%. Результаты замеров заносятся в табл. 6, по которой строится скоростная характеристика при ослабленном магнитном потоке.

                                                                                              Таблица 6

 

Iя, А		U =                   В  Iв =                   А
n, об/мин

Скоростные характеристики по таблицам 2, 5 и 6 строятся на одном графике.

Характеристики, полученные экспериментальным путем, сравниваются с теоретическими и делаются выводы по работе.

 

4. Контрольные вопросы

Устройство двигателя и назначение отдельных его частей.

Объяснить принцип действия двигателя и назначение коллектора.

От чего зависит электродвижущая сила обмотки якоря?

Как изменятся ток, ЭДС и скорость вращения якоря при увеличении нагрузки на валу двигателя?

Изменится ли ток в обмотке якоря, если при постоянном моменте сопротивления в якорную цепь двигателя ввести добавочное сопротивление?

Как изменится ток в обмотке якоря, если при постоянном моменте сопротивления уменьшить в два раза напряжение, подводимое к щеткам двигателя?

От чего зависит скорость вращения якоря в режиме холостого хода?

как изменяются потери и к.п.д. при изменении нагрузки двигателя?

Как осуществляется пуск двигателей постоянного тока?

 Почему в процессе пуска ток якоря уменьшается?

 Как изменить направление вращения двигателя?

 Как изменится механическая характеристика двигателя:

а) при снижении напряжения на щетках двигателя?

б) при уменьшении тока возбуждения;

в) при введении добавочного сопротивления в якорную цепь двигателя?

13. Достоинства и недостатки различных способов регулирования скорости.

 

Литература

 

1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова. «Высшая школа», 1985, с.373 – 386.

2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. «Энергоатомиздат», 1985, с.367 – 395.    

 

 

Составители Е. М. ОГАРКОВ,

 

Е. Ф. БЕЛЯЕВ, В. А. РУСОВ,

 

А. Д. КОРОТАЕВ.

 

 

Сдано в печать 22.02.2000

Формат 60х84 1/16. Объем 2, 5 п. л.

Тираж 200. Заказ 1032.

_______________________________________________

 

Ротапринт Пермского государственного технического университета.

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: