Спецификация измерительных приборов

Вид шунтирования

Обмотки возбуждения

Ток возбуждения I _в, А

Обмотки возбуждения

Частота вращения n, об/мин

Обмотки якоря

Ток возбуждения I _в, А

Обмотки якоря

Частота вращения n, об/мин

Стр 1 из 13Следующая ⇒

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Сборник лабораторных работ

2-е издание,

переработанное и дополненное

Рекомендовано

Методическим советом по качеству

образовательной деятельности ДВГУПС

в качестве учебного пособия

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

2015

УДК 621.313(075.8)

ББК 3261я73

К 906

Рецензенты:

Кафедра «Электротехника и электроника» ТОГУ

(заведующий кафедрой кандидат технических наук, доцент

К.В. Константинов)

Доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник ДВ филиала ФГУП «ВНИИФТРИ», профессор А.И. Кондратьев

1-е изд. Кульчицкий В.В., Константинов К.В.

Электрические машины и электропривод (2008)

Кульчицкий, В.В.

К 906

Электрические машины: сб. лаб. работ / В.В. Кульчицкий, Е.Е. Тен. – 2-е изд., перераб. и доп. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2015. – 86 с.: ил.

Сборник лабораторных работ соответствует ФГОС ВО по специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов».

Тематика лабораторных работ включает информацию по практическому ознакомлению с конструкцией электрических машин постоянного и переменного тока, теоретический материал и методику выполнения лабораторных работ, а также вопросы по тестовому контролю знаний.

Рассматриваются компьютерные технологии опроса студентов по тестам, размещенным на Internet-сайте www.dvgups.ru

Предназначен для студентов 2-го и 3-го курсов всех форм обучения, изучающих дисциплину «Электрические машины» и выполняющих лабораторные работы (очная форма обучения) и контрольные работы (ИИФО см. Internet-сайт).

УДК 621.313(075)

ББК 3261я73

Посвящается светлой памяти

Мартемьянова Якова Борисовича

Введение

В связи с дальнейшим развитием экономики России значительно возрастает роль электрифицированных железных дорог, оснащенных информационной техникой, устройствами автоматики, телемеханики и связи.

Рост энерговооруженности железнодорожного транспорта потребует увеличения выпуска электротехнического оборудования (двигателей постоянного тока, асинхронных двигателей, трансформаторов, преобразовательных устройств и др.), а также повышения информативности выпускников высших учебных заведений.

Большая роль в усвоении теоретического материала отводится выполнению лабораторных работ. Структура предлагаемого сборника включает лабораторные работы по электрическим машинам постоянного и переменного тока, в том числе по линейным и однофазным асинхронным двигателям. Последний тип машин представляет определенный интерес в электроприводе стрелочных переводов.

Каждая лабораторная работа содержит контрольные вопросы, а также тесты, размещенные на сайте www.festu.khv.ru, что позволяет студенту проверить знания с использованием компьютерных технологий опроса.

Изучив дисциплину «Электрические машины» и выполнив лабораторные работы, студент должен понимать взаимосвязь основных законов электротехники с работой электрических машин, знать конструктивные особенности электрических машин, а также уметь выбирать электрическую машину для соответствующего технического устройства, анализируя на ЭВМ различные режимы её работы.

Общие требования и методические рекомендации

Лабораторные работы по электрическим машинам способствуют
углублению теоретических знаний студентов путем ознакомления с устройством и характеристиками электрических машин, а также развитию умения анализировать результаты опытов и судить о рабочих свойствах и пригодности электрических устройств для решения практических задач.

Для наиболее эффективного использования учебного времени в лаборатории каждый студент должен иметь рабочую тетрадь и вычислительные устройства для обработки результатов наблюдений.

Лабораторные работы проводятся фронтальным методом, подгруппами из двух-трех человек, где один из них оформляет таблицу приборов и паспортные данные электрических машин, а другие готовят расчетную таблицу и собирают рабочую схему.

На первом этапе сборки схемы необходимо собрать последовательную цепь, а затем подключить параллельные цепи с соответствующими приборами более тонкими проводами.

Включение схемы под напряжение разрешается только после проверки ее преподавателем или лаборантом. После каждого изменения в схеме она должна быть снова проверена.

Перед началом работы приборы с несколькими пределами измерений должны быть включены на максимальный предел измерения, а после пробного включения – на предел, соответствующий положению стрелок прибора во второй части шкалы. Показания всех приборов фиксируются в делениях шкалы прибора с указанием цены деления.

Результаты измерений по каждому опыту (не менее 6–7 точек) необходимо показать преподавателю. После завершения всех опытов рабочая тетрадь предъявляется преподавателю для проверки. Если результаты опытов будут признаны неудовлетворительными, то работа выполняется повторно. По окончании лабораторной работы и проверке данных схема разбирается, а рабочее место приводится в порядок.

Отчеты по всем лабораторным работам представляются в одной тетради в компьютерной или рукописной верстке, первый лист которой является титульным (оформляется на компьютере или в рукописной форме графическим шрифтом), где указывается название вуза и кафедры, номер группы, фамилия и инициалы студента (прил. 1).

Содержание отчета должно включать:

1) описание цели работы;

2) перечень исследуемого оборудования и спецификацию измерительных приборов, составленную в виде табл. 1;

3) электрическую схему;

4) основные расчетные формулы;

5) таблицу с записью результатов эксперимента и вычислений;

6) графики зависимостей и векторные диаграммы;

7) краткие выводы по работе.

Таблица 1

Результаты измерений

Сопротивление реостата	Измеренные	Вычисленные
Сопротивление реостата	Пусковой ток I _П, А	Кратность пускового тока,
R _П = R_max
R _П = 0

4. Снять рабочие характеристики двигателя при полном поле (ключ К разомкнут). Для этого электромагнитным тормозом нагрузить двигатель на 25–30% номинального момента и выполнить пуск при номинальном напряжении. Увеличивая нагрузку до 1, 2 М_н, снять показания приборов для 5–6 значений и записать в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Результаты измерений при U = U _н

№

п/п

Измеренные

Вычисленные

U, В

I, А

n, об/мин

M₂, кгм

P₁, Вт

P₂, Вт

, %

1 2 3 4 5

5. По результатам опытов вычислить параметры двигателя по формулам:

; ; ,

где – полезный момент на валу двигателя, кгм; – мощность, потребляемая двигателем, Вт; – полезная мощность на валу двигателя, Вт.

6. Снять механическую характеристику двигателя в такой же последовательности, как в п. 3 при понижении напряжения (частичным введением пускового реостата R _П), а результаты записать в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Обмотки возбуждения и якоря

8. По данным табл. 4.2 построить рабочие характеристики двигателя , и в одной координатной сетке, по данным табл. 4.2 и 4.3 построить механические характеристики двигателя в другой координатной сетке, а по данным табл. 4.4 построить регулировочные характеристики в третьей координатной сетке.

9. Сформулировать выводы по работе.

Ø Контрольные вопросы

1. Почему в момент пуска двигателя возникает большой ток?

2. Что представляют собой рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения?

3. Объясните различный характер изменения частоты вращения двигателя при включении сопротивления параллельно обмотке возбуждения, параллельно якорю.

4. Почему не допускается включение двигателя последовательного возбуждения с нагрузкой менее 25% от номинальной?

5. Какие способы регулирования частоты вращения возможны в двигателях последовательного возбуждения?

6. Как изменить направление вращения двигателя?

& Рекомендуемая литература: [1, с. 142–149; 4, с. 235–242].

Лабораторная работа № 5.
Исследование двигателя постоянного тока
параллельного возбуждения

Цель работы: ознакомиться с устройством двигателя и его пускорегулирующей аппаратурой; приобрести навык управления двигателем в период пуска, работы, остановки и реверсирования; опытным путем снять рабочие и регулировочные характеристики двигателя.

Приборы и оборудование:

– двигатель постоянного тока;

– электромагнитный тормоз;

– амперметр электромагнитный с пределами 10 А;

– амперметр электромагнитный с пределами 5 А;

– вольтметр электромагнитный с пределами 300 В;

– соединительные провода 20 шт.;

– пусковой реостат;

– регулировочный реостат.

Ø Основные теоретические положения

Пуск двигателя. При работе двигателя ток якоря определяется уравнением . В момент пуска якорь двигателя неподвижен
(n = 0) и противоэдс якоря равна нулю: . Так как сопротивление якорной цепи мало, то, как видно из равенства , ток I_a в якоре в начальный момент получается очень большим. Для огра-ничения тока при пуске последовательно с якорем включается пусковой реостат, который перед пуском двигателя должен быть полностью введен. Тогда пусковой ток определится следующим выражением: . По мере возрастания скорости вращения якоря растет противоэдс, ток уменьшается. Пусковой реостат необходимо постепенно выводить, но с такой скоростью, чтобы не было слишком больших бросков тока. По окончании пуска пусковой реостат должен быть совершенно выведен, так как он рассчитан на кратковременную работу.

Регулировочный реостат в цепи возбуждения R_p следует вывести, чтобы магнитный поток при пуске был максимальным. В этом случае необходимый пусковой момент, согласно выражению , будет достаточно большим при относительно малом пусковом токе в обмотке якоря. Кроме того, при малом магнитном потоке скорость двигателя по окончании пуска может оказаться недопустимо большой:

Реверсирование двигателя производится путем изменения направления тока либо в обмотке якоря, либо в обмотке возбуждения, так как при этом изменяется знак вращающего момента.

Рабочими характеристиками двигателя называются зависимости частоты вращения, вращающего момента и кпд от тока якоря, т. е. n, М₂, при и .

Примерный вид рабочих характеристик приведен на рис. 5.1.

▲

►

Рис. 5.1. Примерный вид рабочих характеристик двигателя параллельного возбуждения

Рис. 5.2. Регулировочная характеристика

▲

Регулировочная характеристика (рис. 5.2) – это зависимость частоты вращения от тока возбуждения

при

►

Снимается характеристика следующим образом. При холостом ходе двигателя и номинальном напряжении постепенно уменьшают ток возбуждения.

Ø Порядок выполнения работы

1. Собрать схему двигателя (рис. 5.3).

2. Ознакомиться с пускорегулирующей аппаратурой, порядком пуска и остановки двигателя, определить пределы измерения приборов.

Рис. 5.3. Схема двигателя параллельного возбуждения

3. Ознакомиться с принципом работы электромагнитного тормоза и порядком его включения в сеть.

4. Путем постепенной нагрузки двигателя тормозом, начиная с холостого хода, снять рабочие характеристики двигателя. Данные испытаний двигателя под нагрузкой свести в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Исходные данные для построения рабочих характеристик

№ п/п	Измерено					Вычислено		Расчетные формулы
№ п/п	U, В	I_a, А	i _в, А	M, кгм	n, об/мин	P₁, Вт	P₂, Вт	Расчетные формулы
1								P₁ = U(I_a + I_в), P₂ = 1, 028Mn, = P₂ / P₁
2
и т. д.

5. Путем постепенного уменьшения тока возбуждения i _в при холостом ходе снять регулировочную характеристику двигателя при . Результаты опыта записать в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Исходные данные для построения

регулировочной характеристики U _н = const

i _в, А
n, об/мин

6. По результатам опытов построить рабочие и регулировочные характеристики.

7. Сформулировать краткие выводы.

Ø Контрольные вопросы

1. Опишите устройство двигателя постоянного тока.

2. Объясните принцип действия двигателя постоянного тока.

3. Каково назначение пускового реостата?

4. Каково назначение регулировочного реостата?

5. Назовите преимущества и недостатки двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

& Рекомендуемая литература [1, с. 250–270, 4, с. 360–376].

Лабораторная работа № 6.
Исследование трехфазного асинхронного двигателя

С короткозамкнутым ротором

Цель работы: исследовать электрические и механические свойства трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Приборы и оборудование:

– источник трехфазного тока напряжением 380 В;

– асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором;

– генератор постоянного тока для нагрузки асинхронного двигателя;

– ваттметр электромагнитный с пределом 5 А, 220 В;

– амперметр электромагнитный с пределом измерения 5 А;

– вольтметр электромагнитный с пределом 250 В;

– ключ для шунтирования амперметра на время пуска;

– стробоскопический четырехсекторный диск для измерения оборотов скольжения;

– секундомер для фиксирования времени;

– ламповый реостат для загрузки генератора;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи генератора с пределом 10 А;

– вольтметр магнитоэлектрический с пределом 250 В для измерения напряжения генератора;

– реостат регулировочный в цепи возбуждения генератора;

– провода соединительные 30 шт.

Ø Основные теоретические положения

Трехфазный асинхронный двигатель – это электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую, является качественным преобразователем энергии по аналогии с двигателями постоянного тока.

В настоящее время асинхронные двигатели находят самое широкое применение во всех сферах народного хозяйства России (промышленные предприятия, жилищно-коммунальный комплекс, сельское хозяйство, бытовая техника и т. д.) и прежде всего на железнодорожном транспорте в качестве тяговых двигателей на новых типах электровозов и тепловозов, в электроприводе стрелочных переводов, в локомотивных и вагонных депо, в погрузоразгрузочных устройствах на транспорте (железнодорожном, воздушном, морском и т. д.), в городском транспорте (трамваи).

Конструкция асинхронного двигателя включает в себя неподвижную часть – статор и вращающуюся часть – ротор (см. физическую модель асинхронного двигателя на лабораторном стенде и плакаты).

Статор асинхронной машины представляет собой полый цилиндр, собранный из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака. В пазах на внутренней стороне статора укладываются три фазные обмотки, которые соединяются между собой «звездой» или «треугольником».

Ротор асинхронного двигателя также собирают из штампованных листов электротехнической стали, в пазах которого укладываются витки обмотки ротора. Роторы выполняют двух типов: 1) с трехфазной обмоткой, соединенной «звездой», выводы которой присоединены к контактным кольцам; 2) с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка».

Короткозамкнутую обмотку типа «беличья клетка» изготавливают, заливая в пазы ротора алюминий. Стержни обмотки имеют в сечении круглую или плоскую форму и замкнуты торцевыми кольцами (см. физическую модель асинхронного двигателя).

Принцип работы асинхронного двигателя основан на том, что при подключении обмотки статора к трехфазной сети создается вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутые витки ротора пересекаются линиями магнитного поля, и в них по закону электромагнитной индукции индуцируется эдс и возникают токи. В соответствии с законом Ленца взаимодействие этих токов с вращающимся магнитным полем создает электромагнитную силу, вращая ротор в направлении вращения магнитного поля. Однако ротор асинхронного двигателя никогда не сможет «догнать» магнитное поле статора, так как при равенстве этих скоростей исчезнет эдс в обмотке ротора и, следовательно, ток ротора.

Таким образом, ротор асинхронного двигателя вращается несинхронно (асинхронно) по отношению к полю статора и характеризуется скольжением

где – скольжение асинхронного двигателя, о.е.; – частота вращения магнитного поля статора, об/мин; – частота вращения ротора асинхронного двигателя, об/мин.

Частота вращения поля статора определяется выражением

где – частота переменного тока, 50 Гц; – число пар полюсов в обмотке статора.

В зависимости от числа пар полюсов в обмотке статора частота вращения магнитного поля (синхронная скорость) при частоте переменного тока = 50 Гц принимает значение от 3000 до 600 об/мин, а частота вращения ротора определяется выражением

Асинхронный двигатель рассчитан на нормальную работу при определенных значениях мощности, частоты вращения ротора, частоты питающей сети, напряжений и токов, называемых номинальными.

Номинальные параметры указываются в паспорте двигателя:
Р_ном – номинальная мощность (полезная мощность), Вт или кВт;
U _ном – номинальное напряжение 380/220 в зависимости от схемы соединения обмотки статора , В; номинальная частота вращения , об/мин; f _ном – номинальная частота, 50 Гц; номинальный коэффициент полезного действия, о. е.; коэффициент мощности , о. е.

Свойства асинхронного двигателя оцениваются рабочими характеристиками, которые показывают зависимости от полезной мощности на валу частоты вращения ротора , вращающего момента М, коэффициента мощности и кпд. Все рабочие характеристики снимаются при номинальной частоте сети = 50 Гц и напряжении U = U _ном.

Ø Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторным стендом, асинхронным двигателем, генератором и измерительными приборами. Записать их паспортные данные.

2. Собрать электрическую схему и представить для проверки преподавателю (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Схема включения асинхронного двигателя

3. Выполнить пуск двигателя при замкнутом ключе К с последующим его отключением.

4. Снять рабочие характеристики асинхронного двигателя. Возбудив генератор постоянного тока до номинального напряжения включением ламп нагрузочного реостата, выполнить 5–6 измерений, начиная с холостого хода двигателя. Записать показания приборов в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Результаты измерений

№

п/п

Измеренные

Вычисленные

U_г, В

I _г, А

U_ф, В

I _ф, А

Р_ф, Вт

n_s, об/мин

Р_г, Вт

Р₂, Вт

Р₁, Вт

h, %

cos j

n₂, об/мин

M₂, Нм

5. Отключить двигатель от сети. Изменить направление вращения двигателя (реверсирование), поменяв местами два любых фазных провода. Включить двигатель и проконтролировать изменение направления вращения двигателя.

6. Вычислить параметры двигателя по формулам:

; ; ; об/мин;

; ; ,

где = 0, 8 – коэффициент полезного действия генератора.

7. По результатам опытов построить рабочие характеристики двигателя , , , в одной координатной сетке и механическую характеристику – в другой координатной сетке.

8. Сформулировать выводы по работе.

9. Тесты по данной работе представлены на сайте www.festu.khv.ru

Ø Контрольные вопросы

1. Перечислите области применения асинхронных двигателей.

2. Объясните принцип действия трехфазного асинхронного двигателя.

3. Опишите устройство асинхронных двигателей и классификацию по типу ротора.

4. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

5. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.

6. Что такое номинальное и критическое скольжение?

7. Каковы преимущества и недостатки асинхронных двигателей?

& Рекомендуемая литература: [2, с. 155–164; 5, с. 265–271].

Лабораторная работа № 7.
Исследование трехфазного асинхронного двигателя

С фазным ротором

Цель работы: ознакомиться с устройством и пуском асинхронного двигателя с фазным ротором и снять его рабочие характеристики.

Приборы и оборудование:

– асинхронный двигатель с фазным ротором;

– электромагнитный тормоз;

– амперметр электромагнитный с пределами 10 А;

– вольтметр электромагнитный с пределами 300 В;

– ваттметр;

– соединительные провода 20 шт.;

– пусковой реостат.

Ø Основные теоретические положения

Асинхронный двигатель с фазным ротором в отличие от короткозамкнутого асинхронного двигателя имеет трехфазную обмотку ротора, аналогично обмотке статора.

Необходимость применения фазной обмотки на роторе объясняется тем, что в этом случае предоставляется возможность ввода сопротивления пускового или регулировочного реостата в цепь ротора. Благодаря этому можно значительно влиять на механическую характеристику двигателя (рис. 7.1).

▲

►

Рис. 7.1. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором

Введение реостата в цепь ротора позволяет при пуске значительно увеличить пусковой момент и вместе с тем уменьшить величину пускового тока.

Обмотка ротора обычно соединяется по схеме «звезда», и концы ее присоединяются к трем медным или стальным кольцам, укрепленным на валу двигателя. При этом кольца изолированы как от вала, так и друг от друга.

Сопротивление пускового или регулировочного реостата соединяется с обмоткой ротора при помощи неподвижных щеток, наложенных на контактные кольца. С целью сохранения колец и щеток от износа, а также уменьшения механических потерь, двигатели иногда снабжаются специальным устройством для подъема щеток после процесса пуска.

В настоящей работе для выяснения свойств асинхронного двигателя с фазным ротором следует снять его рабочие характеристики: , , , , .

При снятии рабочих характеристик двигателя изменение нагрузки на валу осуществляется электромагнитным тормозом. Поэтому механическая мощность , Вт, задается через регистрируемый момент , кгм, по шкале тормоза:

Частоту вращения ротора в настоящей работе лучше всего рассчитать через частоту тока в обмотке ротора , Гц,

где p = 3 – число пар полюсов обмотки статора; = 50 Гц – частота тока статора.

Частота тока ротора определяется числом полных колебаний стрелки магнитоэлектрического прибора с нулем в середине шкалы, включенного в цепь ротора за 10–15 секунд.

Тогда частота тока ротора определяется как

где t – время, в течение которого считалось число полных колебаний стрелки амперметра в секундах.

Коэффициент мощности .

Коэффициент полезного действия определится отношением механической мощности на валу к электрической, подведенной к двигателю из сети ,

где ; – вращающий момент, кгм; n – частота вращения ротора, об/мин.

Примерный вид рабочих характеристик см. на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Примерный вид рабочих характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором

Ø Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией, способами пуска и нагрузки двигателя. Записать паспортные данные двигателя.

2. Ознакомиться с электроизмерительными приборами и записать их основные технические характеристики в таблицу приборов.

3. Собрать рабочую схему (рис. 7.3) и произвести пробный пуск.
При пуске двигателя сопротивление пускового реостата должно быть полностью введено. После включения напряжения сопротивление пускового реостата плавно вывести до нуля.

Рис. 7.3. Схема исследования асинхронного двигателя с фазным ротором

4. Снять рабочие характеристики двигателя. Измерения произвести для 6–8 значений нагрузки, начиная от режима холостого хода и заканчивая режимом номинальной нагрузки. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 7.1 и по данным испытания построить рабочие характеристики.

5. На основании испытаний и полученных рабочих характеристик сделать выводы по работе.

Таблица 7.1

Данные испытаний ЛАД

№ п/п

Измерено

Вычислено

U_A, В

U_B, В

U_C, В

I_A, А

I_B, А

I_C, А

P_A, Вт

P_B, Вт

P_C, Вт

n, об/мин

M, кгм

P₁, Вт

U_ф, В

I_ф, А

P₂, Вт

, %

3. По данным измерениям выполнить расчеты по формулам:

; ; ;

; ; .

Результаты занести в табл. 8.1.

4. По результатам измерений и вычислений построить в масштабе на одной координатной сетке рабочие характеристики линейного двигателя , , , , .

5. Определить скорость движения магнитного поля, м/с, в воздушном зазоре ЛАД, если полюсное деление 0, 1 м, .

6. На основании полученных данных и построенных графиков составить краткие выводы.

Ø Контрольные вопросы

1. Опишите устройство ЛАД.

2. Каков принцип работы ЛАД?

3. Что дает наличие двух статоров в работе ЛАД?

4. Перечислите преимущества ЛАД.

5. Где применяется ЛАД?

& Рекомендуемая литература: [2, с. 253–284].

Лабораторная работа № 9.
Исследование асинхронной машины

Опытные данные испытания

Режим регулируемой катушки

4. Собрать электрическую схему испытаний реактивной катушки (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Схема испытаний реактивной катушки

5. Снять зависимость , для этого ротор установить в положение, при котором . Далее, изменяя угол поворота ротора от до в обе стороны, записывают значение угла и тока в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Режим фазорегулятора

6. Рабочая схема испытания фазорегулятора приведена на рис. 9.5.

Рис. 9.5. Схема фазорегулятора

Произвести испытания фазорегулятора. Для этого, изменяя положение ротора относительно статора от 0 до 180°, через каждые 15° записать показания приборов в табл. 9.4.

Таблица 9.4

Опыт холостого хода

Измеренные				Вычисленные
U₁₀, В	I₁₀, А	Р₁₀, Вт	U₂₀, В	К	Z₀, Ом	R₀, Ом	X₀, Ом	cosj₀

Вычислить параметры трансформатора в режиме холостого хода

; ; ; ; ,

где индексом «0» обозначены параметры холостого хода трансформатора.

4. Исследовать работу трансформатора в рабочем режиме при
активной нагрузке. Для этого установить напряжение на первичной обмотке трансформатора 220 В. Включением ламп довести нагрузку до номинальной и выполнить 5–6 измерений, записывая показания в
табл. 10.2.

Таблица 10.2

Режим короткого замыкания

Измеренные				Вычисленные
U_к, В	I₁_н_, А	Р_к, Вт	I₂_н_, А	Z_к, Ом	R_к, Ом	X_к, Ом	cos j_к	j_к, град

Вычислить параметры трансформатора в режиме к.з.

; ; ; ,

где индексом «к» – обозначены параметры режима короткого замыкания

6. На основании расчетов построить в одних координатах графические зависимости ; ; ; .

7. Исследовать на ЭВМ работу трансформатора в рабочем режиме при активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузках, где в качестве расчетных принять параметры лабораторных опытов, а коэффициент мощности принять для активно-индуктивной нагрузки 0, 85, для активно-емкостной – 0, 72 (задание по УИРС).

8. По результатам, полученным на компьютере, построить внешние характеристики ; в одной координатной сетке.

9. На основании лабораторных опытов и исследований на ЭВМ сделать выводы по работе.

10. Тесты по данной работе представлены на сайте www.festu.khv.ru

Ø Контрольные вопросы

1. Объясните устройство, принцип действия и область применения трансформаторов.

2. Почему трансформаторы применяются только в цепях переменного тока?

3. Что показывает кпд трансформатора?

4. Чем отличаются коэффициент трансформации, коэффициент мощности и коэффициент загрузки трансформатора?

5. Где устанавливают повышающие и понижающие трансформаторы?

6. Назовите потери в трансформаторе. От чего они зависят?

& Рекомендуемая литература [4, с. 114–120; 5, с. 47–51].

Лабораторная работа № 11.
Исследование автотрансформатора

Цель работы: получить зависимости мощностей, передаваемых во вторичную обмотку автотрансформатора электромагнитным путем и вследствие электрической связи между обмотками, от коэффициента трансформации.

Приборы и оборудование:

– источник переменного напряжения 220 В, 50 Гц;

– однофазный регулируемый автотрансформатор (0÷ 260) В, 50 Гц;

– амперметры электромагнитные с пределами измерения (1÷ 2, 5) А;

– ваттметр электромагнитный с пределами измерений по напряжению (75÷ 600) В, а по току (1÷ 2) А;

– ламповый реостат.

Ø Основные теоретические положения

Автотрансформатор – это трансформатор, в котором обмотка низкого напряжения электрически связана с обмоткой высокого напряжения,
т. е. вторичная обмотка является частью первичной. Предназначен для преобразования переменного тока и напряжения одной величины в другие при постоянной мощности и частоте (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Схема включения автотрансформатора

Автотрансформаторы малой мощности широко применяются в устройствах связи и автоматики, радиоаппаратуре и лабораторных стендах. Силовые автотрансформаторы служат для снижения напряжения при пуске мощных асинхронных и синхронных двигателей, кроме того, автотрансформаторы большой мощности применяют для соединения высоковольтных сетей различных напряжений (110, 154, 220, 330 500, 750 кВ).

Существенным недостатком автотрансформатора является то, что вторичная цепь электрически соединена с первичной. В связи с этим обмотка низкого напряжения и подключенные к ней потребители должны иметь такую же изоляцию относительно земли, что и обмотка высокого напряжения. Поэтому для обеспечения электробезопасности не допускается применять автотрансформаторы для питания цепей низкого напряжения.

Конструкция автотрансформатора аналогична трансформатору и включает в себя сердечник или магнитопровод, набранный из листов электротехнической стали (ферромагнитный материал). Автотрансформатор предназначен для усиления магнитного потока, а также двух, электрически соединенных обмоток из медного или алюминиевого провода, размещенных на сердечнике (см. физические модели автотрансформаторов и плакаты).

Обмотка автотрансформатора, присоединенная к источнику питания (сеть электроснабжения, генератор), называется первичной. Соответственно первичными именуются все величины, относящиеся к этой обмотке, – число витков , напряжение , ток и т. д. Буквенные обозначения их снабжаются индексом 1, например , , . Обмотка, к которой подключается приемник (потребитель электроэнергии), и относящиеся к ней величины , , , называются вторичными (индекс 2).

Принцип действия автотрансформатора основан на законе электромагнитной индукции и проявляется в том, что при подключении первичной обмотки к источнику переменного напряжения в этой обмотке протекает ток, который создает переменный магнитный поток . Этот магнитный поток, замыкаясь по магнитопроводу, наводит в обмотках автотрансформатора эдс

; .

Действующие значения эдс в первичной и вторичной обмотках связаны с амплитудой магнитного потока выражениями:

; .

В схеме понижающего автотрансформатора (рис. 11.1) первичное напряжение подводится к зажимам А и Х, а вторичной обмоткой служит часть первичной обмотки между зажимами а и х, причем зажимы Х и х совмещены.

Так как в каждом витке обмотки индуцируется одинаковая эдс , то при холостом ходе напряжение на зажимах а и х

где и – числа витков, включенных соответственно между зажимами а и х, А и Х; – коэффициент трансформации.

В автотрансформаторе мощность, передаваемая из первичной обмотки во вторичную и далее нагрузке , называют проходной мощностью

где – ток на участке а–х, т. е. на участке, общем с первой и второй обмоткой .

При этом – мощность, передаваемая во вторичную обмотку электромагнитным полем, как в трансформаторе, является расчетной мощностью автотрансформатора, по которой выбирается сечение магнитопровода, а – мощность, передаваемая в эту обмотку вследствие электрической связи между первичной и вторичной обмотками.

Принимая , получим ток на участке а – х , а расчетная мощность автотрансформатора

Отношение расчетной и проходной мощности называют коэффициентом выгодности

Мощность, предаваемая во вторичную обмотку электрическим путем,

Расчетная мощность автотрансформатора меньше мощности трансформатора при одинаковой проходной мощности. Это позволяет выполнить автотрансформатор с меньшей массой и меньшими габаритными размерами.

Электрические потери в обмотках автотрансформатора также могут быть существенно меньше, чем в обмотках трансформатора.

Ø Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с основными теоретическими положениями, устройством автотрансформатора и записать его паспортные данные.

2. Собрать электрическую схему и представить для проверки преподавателю (см. рис. 11.1).

3. Определить цену деления электроизмерительных приборов при различных пределах измерений.

4. Рассчитать и записать выходные напряжения автотрансформатора при значениях коэффициентов трансформации , заданных в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Результаты измерений

Измеренные						Вычисленные
К	U₁, в	U₂, в	І₁, А	І₂, А	Р, вт	І₂–І₁, А	S_рас, ВА	S_эл, ВА	S₂, ВА	S_эл/S₂	S_рас/S₂

7. Опыт повторить при различных коэффициентах трансформации автотрансформатора (табл. 11.1), а результаты записать в табл. 11.2.

8. На основании расчетов табл. 11.2 построить в одной координатной сетке зависимости , .

9. Сделать выводы по работе.

Ø Контрольные вопросы

1. Объясните устройство, принцип действия и область применения автотрансформатора.

2. При каком значении коэффициента трансформации электрическая мощность S_эл в автотрансформаторе составляет 50% мощности S₂, передаваемой во вторичную обмотку?

3. Укажите преимущества автотрансформатора перед трансформатором.

4. При каких значениях коэффициента трансформации автотрансформатор имеет преимущества перед трансформатором?

5. Почему при равных мощностях в автотрансформаторе магнитопровод выполняют меньшего сечения, чем в трансформаторе?

6. Почему сечение провода на участке а–х автотрансформатора можно выбрать меньшим, чем во вторичной обмотке двухобмоточного трансформатора?

& Рекомендуемая литература: [1, с. 205–209; 5, с. 165–171].

Лабораторная работа № 12.
Маркировка обмоток трансформатора

Цель работы: получить практические навыки в маркировке выводов обмоток трансформатора.

Приборы и оборудование:

– трехфазный трансформатор;

– вольтметр электромагнитный с пределами 300 В;

– соединительные провода 8 шт.

Ø Основные теоретические положения

При подключении трансформаторов в цепь (особенно параллельно с другими трансформаторами) необходимо знать зажимы (выводы) одинакового потенциала.

Выводы трехфазного трансформатора обозначаются на стороне высшего напряжения буквами: A, B, C – начала и X, Y, Z – концы обмоток, а на стороне низшего напряжения буквами: a, b, c – начала и x, y, z – концы обмоток.

Маркировка выводов обмоток трансформатора осуществляется с помощью вольтметра при пониженном напряжении (100–200) В.

Ø Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с трансформатором и приборами, установленными на стенде.

2. Определить выводы, соответствующие одним и тем же обмоткам. Для этого любой из выводов и одну из клемм вольтметра подключают к сети. Щупом, присоединенным ко второй клемме вольтметра, следует поочередно прикасаться к остальным выводам, наблюдая за вольтметром. Отклонение стрелки вольтметра показывает, что включенные в цепь вольтметра два зажима принадлежат одной обмотке. Повторяя эту операцию с оставшимися концами, определить выводы всех обмоток.

Каждой паре выводов, соответствующих одной и той же обмотке, необходимо дать временные обозначения.

3. Определить, какие из обмоток принадлежат к высшему или низшему напряжениям. Для этого необходимо к одной из обмоток подвести пониженное напряжение (100–200 В) и измерить напряжение на остальных обмотках трансформатора.

Для примера будем считать, что коэффициент трансформации равен k, и предположим, что подключенной к сети оказалась обмотка высшего напряжения, тогда распределение напряжения на других обмотках должно получиться таким, как показано на рис. 12.1, а. Напряжение подано на обмотку 1. Если коэффициент трансформации неизвестен, то его приблизительно можно определить по данным этих измерений. Если подключенной оказалась обмотка низшего напряжения, то напряжения на других обмотках должны получиться согласно рис. 12.1, б (напряжение подано на обмотку 4).

Рис. 12.1. Распределение напряжения между обмотками: а – напряжение подключено к обмотке 1; б – напряжение подключено к обмотке 4

Такое распределение напряжений получится вследствие разветвления магнитного потока, создаваемого подключенной обмоткой, по стержням трансформатора.

При проведении этих опытов необходимо иметь в виду, что если включена обмотка (высшая или низшая), расположенная на крайнем стрежне, то в обмотках другого крайнего стержня будут индуктироваться эдс несколько меньшие, чем в соответствующих обмотках среднего стержня. Это объясняется тем, что магнитный поток в крайнем стрежне будет вследствие увеличенного магнитного сопротивления (больший путь потоку) немного меньше, чем в среднем, т. е. меньше, чем .
Это обстоятельство несколько затрудняет анализ полученных результатов. В случае, если напряжение подано на любую обмотку среднего стрежня, то в соответствующих обмотках крайних стрежней напряжения будут одинаковы, так как потоки по этим стрежням будут равны .

Пользуясь полученным распределением напряжений, проведя несложные рассуждения, можно определить принадлежность обмоток к высшему или низшему напряжениям.

4. Установить, какие обмотки высшего и низшего напряжений расположены на одном и том же стержне магнитопровода.

Для этого поочередно подключают к сети обмотки высшего напряжения и на заранее подготовленных рисунках отмечают получившиеся значения напряжений на обмотках низкой стороны. Напряжения обмоток, расположенных на одном стрежне, будут отличаться друг от друга в k раз (k – коэффициент трансформации).

Рис. 12.2. Схема определения начала и конца обмотки на одном стрежне

Когда известны выводы обмоток высшего и низшего напряжений и их расположение на стержнях, легко определить генераторные зажимы обмоток. Для этого один из концов обмотки высшего напряжения произвольно принимают за генераторный зажим (обозначают – *) и эту обмотку подключают к сети, а обмотку низшего напряжения, расположенную на том же стрежне, подключают к ней последовательно, как показано на рис. 12.2.

Если вольтметр, включенный так, как изображено на рис. 12.2, показывает напряжение больше, чем в сети, то обмотки соединены согласно,
т. е. конец обмотки высшего напряжения соединен с генераторным зажимом обмотки низшего напряжения. В противном случае генераторным будет свободный конец обмотки низшего напряжения.

Рис. 12.3. Схема определения концов на разных зажимах

Затем определяются генераторные зажимы двух других обмоток высшего напряжения, для чего все три обмотки включаются по Y
(рис. 12.3), и первую (полностью маркированную) подключают к сети. Вольтметром измеряют напряжения между зажимами 1–2 и 1–3. В случае, если зажимы 2 и 3 генераторные, то измеренные напряжения должны быть больше подведенного к первой обмотке.

Если это условие не выполняется, то меняют выводы соответствующей (2-й и 3-й) обмотки между собой. Далее следует обозначить генераторные зажимы, как показано на рис. 12.3. После этого определяют генераторные зажимы оставшихся двух обмоток по методике, описанной в начале п. 5 (рис. 12.2).

6. Для проверки правильности маркировки собрать схему трансформатора (рис. 12.4) и подключить к сети. Измерить линейные, фазные напряжения на высокой и низкой сторонах трансформатора и данные занести в табл. 12.1.

Рис. 12.3. Схема определения концов на разных зажимах

Таблица 12.1

Заключение

Настоящий сборник лабораторных работ по электрическим машинам представляет одну из новых форм обучения на основе информационных и компьютерных технологий, что является одним из важных факторов обеспечения современного уровня подготовки специалистов для железных дорог России.

Учебное пособие ставит целью подготовить студентов как дневной, так и заочной форм обучения к выполнению лабораторных работ путем самостоятельного изучения теоретического материала, изложенного в соответствующих разделах каждой лабораторной работы и рассчитанного на определенный уровень компьютерной грамотности студента, так как отдельные работы предполагают обработку результатов на ЭВМ с элементами учебного исследования.

Библиографический список

1. Вольдек, А.И. Электрические машины. Введение в электрические машины постоянного тока и трансформаторы / А.И. Вольдек, Д.А. Попов. – СПб.: Высш. шк., Питер, 2007. – 350 с.

2. Вольдек, А.И. Электрические машины переменного тока /
А.И. Вольдек, Д.А. Попов. – СПб.: Высш. шк., Питер, 2007. – 350.

3. Ющенко, Л.В. Курс лекций по электрическим машинам. В 2 ч. [Электронный ресурс] / Л.В. Ющенко. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. – Режим доступа: http: //www.festu.khv.ru

4. Копылов, И.П. Электрические машины / И.П. Копылов. – М.: Высш. шк., ЛОГОС, 2000. – 607 с.

5. Кацман, М.М. Электрические машины / М.М. Кацман. – 3-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2000. – 443 с.

6. Кульчицкий, В.В. Электрические машины и электропривод: метод. пособие по выполнению лабораторных работ / В.В. Кульчицкий,
К.В. Константинов. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008.

7. Сечин, В.В. Электрические машины и электропривод: сб. лаб. работ / В.В. Сечин, В.М. Пашнин, Л.В. Ющенко. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005.

8. Тестовые материалы к лабораторным работам по электрическим машинам [Электронный ресурс]. – Хабаровск, . – Режим доступа: http: //www.dvgups.ru

9. Кацман, М.М. Сборник задач по электрическим машинам /
М.М. Кацман. – М.: Высш. шк., 2003.

10. Даймедко, А.А. Электрические машины: альбом в цветном изображении / А.А. Даймедко, О.А. Даймедко. – М., 2002.

11. Прохоров, С.Г. Электрические машины: учеб. пособие / С.Г. Прохоров, Р.А. Хуснутдинов. – Ростов н\Д, 2012.

Приложение 1

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Ф Г Б О У В П О «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» Кафедра «Электротехника, электроника и электромеханика» ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ» Выполнил студент 221 гр. – Иванов А.В. Принял преподаватель – Петров Д.М. Хабаровск 2015

Приложение 2

Приложение 3

ВОПРОСЫ ДЛЯ ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ

1. В каком узле генератора постоянного тока переменная эдс преобразуется в постоянную?

2. Записать формулу эдс генератора постоянного тока.

3. Определить номинальный ток подвагонного генератора мощностью 2200 Вт при напряжении 110 В.

4. Как изменится напряжение генератора постоянного тока при
уменьшении сопротивления в цепи возбуждения?

5. Генератор, какого возбуждения обладает жесткой внешней характеристикой?

6. Почему в момент пуска двигателя постоянного тока возникает большой ток?

7. Как изменится частота вращения двигателя последовательного возбуждения, если включить сопротивление параллельно обмотке возбуждения?

8. При каком способе торможения двигателя постоянного тока электрическая энергия отдается в сеть?

9. Записать формулу частоты вращения двигателя постоянного тока.

10. Назначение якоря, основных полюсов и коллектора в машинах постоянного тока.

11. Указать способы реверсирования в стрелочных двигателях постоянного тока типа МСП-0.1, МСП-0.15, МСП-0.25.

12. Указать способы регулирования частоты вращения в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением.

13. Почему при пуске двигателя постоянного тока возникает большой пусковой ток?

14. Коммутация в машинах постоянного тока и способы её улучшения.

15. Реакция якоря в машинах постоянного тока и способы её уменьшения.

16. Каким требованиям должны удовлетворять микромашины автоматических устройств?

17. Тахогенераторы постоянного тока, выходная характеристика и зона нечувствительности.

18. Способы управления исполнительными двигателями постоянного тока.

19. Классы изоляции, применяемые в электрических машинах.

20. Указать пределы изменения тока холостого хода и напряжения короткого замыкания в трансформаторах малой мощности.

Продолжение прил. 3

21. При каком значении коэффициента трансформации электрическая мощность S_эл в автотрансформаторе составляет 50% мощности S₂, передаваемой во вторичную обмотку?

22. Указать преимущества автотрансформатора перед трансформатором. При каких условиях эти преимущества реализуются?

23. Указать назначение пик-трансформатора и роль магнитного шунта.

24. Способы регулирования напряжения в силовых трехфазных трансформаторах.

25. Как изменится вторичное напряжение трансформатора при увеличении числа витков первичной обмотки?

26. В трехфазном понижающем трансформаторе напряжения 0, 4 и
6 кВ. Указать напряжение первичной обмотки.

27. Будет ли изменяться ток холостого хода трансформатора и как при увеличении или уменьшении сечения стержней магнитопровода?

28. Каковы особенности конструкции трансформаторов для выпрямителей?

29. Каковы преимущества и недостатки автотрансформаторов?

30. Почему сердечник трансформатора выполняется из ферромагнитного материала?

31. В трехфазном повышающем трансформаторе напряжения в обмотках 10 и 35 кВ. Указать напряжение первичной обмотки.

32. Указать схему включения обмоток асинхронного двигателя, если линейное напряжение в сети 220 В.

33. Электротехнические материалы, применяемые в электрических машинах.

34. Классификация электрических машин по роду тока, назначению, мощности и частоте вращения.

35. Принцип создания вращающегося магнитного поля в асинхронных двигателях.

36. Критическое скольжение в асинхронном двигателе и способ увеличения пускового момента в стрелочном электроприводе.

37. Механическая и рабочие характеристики асинхронного двигателя.

38. Устройство и конструктивные особенности асинхронных двигателей.

39. Способы пуска и регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.

40. Как изменится коэффициент мощности асинхронного двигателя при понижении напряжения в сети?

41. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

42. Записать формулы скольжения и частоты вращения асинхронного двигателя.

Окончание прил. 3

43. Каковы особенности асинхронных двигателей для стрелочных переводов?

44. Как и во сколько раз изменится вращающий момент асинхронного двигателя при переключении обмотки статора со «звезды» на «треугольник»?

45. Принцип действия однофазного асинхронного двигателя и особенности пуска.

46. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

47. Определить число полюсов в обмотке статора асинхронного двигателя, если магнитное поле вращается со скоростью 1000 об/мин.

48. Как изменится частота тока в роторе асинхронного двигателя при увеличении частоты вращения?

49. Какому из сопротивлений в двигателе с фазным ротором соответствует наименьший пусковой момент?

50. Какой ток протекает в обмотке возбуждения синхронного генератора?

51. Назначение, устройство и принцип действия синхронных машин.

52. Как увеличить активную мощность синхронного генератора?

53. Как увеличить напряжение и от чего зависит частота в синхронном генераторе?

54. Дать определение угла нагрузки q и от чего зависит электромагнитная мощность Р_ЭМ в синхронном генераторе?

55. С какой частотой вращается ротор дизель-генератора аварийного включения (ДГА), если число полюсов равно 4 и частота переменного тока генератора 50 Гц.

56. На каких электростанциях устанавливаются синхронные генераторы с явно выраженными полюсами?

57. Как проявляется реакция якоря в синхронном генераторе при различном характере нагрузки?

58. Для чего включают синхронные генераторы на параллельную работу и каковы условия включения?

содержание

Введение........................................................................................................ 3

Общие требования и методические рекомендации............ 4

Лабораторная работа № 1. Исследование генератора

постоянного тока

параллельного возбуждения............. 7

Лабораторная работа № 2. Исследование генератора

постоянного тока

смешанного возбуждения................. 11

Лабораторная работа № 3. Исследование совместной работы

генераторов постоянного тока

параллельного возбуждения........... 16

Лабораторная работа № 4. Исследование двигателя

постоянного тока

последовательного возбуждения 22

Лабораторная работа № 5. Исследование двигателя

постоянного тока

параллельного возбуждения........... 26

Лабораторная работа № 6. Исследование трехфазного

асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором......... 30

Лабораторная работа № 7. Исследование трехфазного

асинхронного двигателя

с фазным ротором.................................. 35

Лабораторная работа № 8. Исследование линейного

асинхронного двигателя................... 39

Лабораторная работа № 9. Исследование асинхронной

машины в режиме индукционного

регулятора, регулируемой катушки

и фазорегулятора.................................... 43

Лабораторная работа № 10. Исследование

однофазного трансформатора..... 49

Лабораторная работа № 11. Исследование

автотрансформатора.......................... 55

Лабораторная работа № 12. Маркировка обмоток

трансформатора..................................... 59

Лабораторная работа № 13. Определение групп соединения

обмоток трехфазного

трансформатора.................................... 63

Лабораторная работа № 14. Исследование однофазного

синхронного генератора................. 68

Компьютерные технологии обучения

в курсе «Электрические машины»................................................. 74

Заключение................................................................................................ 78

Библиографический список............................................................. 79

Приложение 1. ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.......................................... 80

Приложение 2. Условные графические обозначения

в схемах электрических машин...................... 81

Приложение 3. ВОПРОСЫ ДЛЯ ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ.............................. 82

Учебное издание

Кульчицкий Валерий Викторович

Тен Евгений Енгунович

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Сборник лабораторных работ

2-е издание, переработанное и дополненное

Редактор Н.В. Смышляева

Технический редактор С.С. Заикина

————————————————————————————

План 2015 г. Поз. 6.15. Подписано в печать 13.01.2015.

Уч.-изд. л. 5, 5. Усл. печ. л. 5, 1. Зак. 3. Тираж 100 экз. Цена 187 руб.

————————————————————————————

Издательство двгупс

680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Сборник лабораторных работ

2-е издание,

переработанное и дополненное

Рекомендовано

Методическим советом по качеству

образовательной деятельности ДВГУПС

в качестве учебного пособия

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

2015

УДК 621.313(075.8)

ББК 3261я73

К 906

Рецензенты:

Кафедра «Электротехника и электроника» ТОГУ

(заведующий кафедрой кандидат технических наук, доцент

К.В. Константинов)

Доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник ДВ филиала ФГУП «ВНИИФТРИ», профессор А.И. Кондратьев

1-е изд. Кульчицкий В.В., Константинов К.В.

Электрические машины и электропривод (2008)

Кульчицкий, В.В.

К 906

Рассматриваются компьютерные технологии опроса студентов по тестам, размещенным на Internet-сайте www.dvgups.ru

УДК 621.313(075)

ББК 3261я73

Посвящается светлой памяти

Мартемьянова Якова Борисовича

Введение

Общие требования и методические рекомендации

Содержание отчета должно включать:

1) описание цели работы;

2) перечень исследуемого оборудования и спецификацию измерительных приборов, составленную в виде табл. 1;

3) электрическую схему;

4) основные расчетные формулы;

5) таблицу с записью результатов эксперимента и вычислений;

6) графики зависимостей и векторные диаграммы;

7) краткие выводы по работе.

Таблица 1

Спецификация измерительных приборов

Наименование прибора	Заводской номер	Условное обозначение	Класс точности	Пределы измерения	Цена деления

Схемы и таблицы рекомендуется выполнять карандашом с применением чертежных инструментов в соответствии с условными обозначениями (прил. 2). Графики и диаграммы следует представлять в определенном масштабе размером не менее 80× 80 мм, желательно на миллиметровой бумаге. При построении графиков по оси абсцисс в масштабе откладывают независимую переменную. Если в одних координатных осях строят несколько графиков, то следует провести дополнительные оси параллельно основной, каждую со своим масштабом.

Результаты лабораторного эксперимента представляются на соответствующем графике в виде точек, после чего проводится плавная кривая, изображающая исследуемую функциональную зависимость.

На основе анализа экспериментальных данных необходимо сделать выводы, в которых указывается, какие теоретические положения подтверждаются результатами опытов исследуемых электрических машин.

Подготовка к лабораторным работам предполагает самостоятельную проработку теоретического материала. В связи с этим в сборнике приводится минимум информации, рассчитанной на определенный уровень компьютерной подготовки студента, так как в отдельных работах выполняют обработку результатов на ЭВМ с элементами учебного исследования (задание по УИРС).

В каждой работе приводятся основные расчетные формулы, позволяющие выполнить обработку измерений, а также вопросы для самопроверки и рекомендуемая литература.

Защита лабораторных работ проводится индивидуально в виде тестового опроса на компьютере (вопросы см. в прил. 3) или собеседования при наличии отчета, оформленного в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105–95. Общие требования к текстовым документам.
При защите работы необходимо показать достаточные теоретические знания по данному вопросу, раскрыть физическую сущность изучаемых явлений, уметь объяснить построенные графики и диаграммы, а также сделать обоснованный и технически грамотный вывод по работе.

При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать правила электробезопасности. В связи с этим запрещается:

1) пользоваться проводами с неисправной изоляцией при сборке схемы;

2) подавать напряжение на рабочий стенд без разрешения преподавателя;

3) закреплять контакты или зажимы, менять проводники или приборы, а также выполнять всякие изменения в схеме при наличии напряжения в цепи;

4) касаться оголенных контактов индукционных катушек и конденсаторов;

5) размыкать цепи вторичных обмоток трансформаторов, когда по первичной протекает ток;

6) разбирать схему при наличии напряжения на испытательном стенде.

К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, ознакомившиеся с правилами работы в лаборатории, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Лабораторная работа № 1.
Исследование генератора постоянного тока
параллельного возбуждения

Цель работы: ознакомиться с конструкцией генератора, схемой его привода, аппаратурой управления и измерения; экспериментально подтвердить возможность регулирования напряжения путем изменения сопротивления регулировочного реостата; получить опытным путем характеристики генератора и оценить его свойства.

Приборы и оборудование:

– асинхронный двигатель и генератор параллельного возбуждения;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи возбуждения с пределом 1, 5 А;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи якоря с пределом 10 А;

– вольтметр магнитоэлектрический с пределом 150 В;

– реостат регулировочный в цепи возбуждения генератора;

– реостат ламповый для нагрузки генератора;

– провода соединительные 13 шт.

Ø Основные теоретические положения

Генератор постоянного тока – это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, является качественным преобразователем энергии, т. е. источником постоянного тока.

Генераторы постоянного тока как источники электрической энергии находят широкое применение на железнодорожном транспорте в пассажирских вагонах и тепловозах, а также входят в состав систем электропитания специального оборудования, например, в радиотехнических
установках, при зарядке аккумуляторов и т. д.

Конструкция генератора постоянного тока включает в себя неподвижную и вращающуюся части (см. физическую модель машины постоянного тока на лабораторном стенде и плакаты).

Неподвижная часть состоит из станины, на которой укреплены главные полюса с обмоткой возбуждения (для создания основного магнитного потока) и дополнительные полюса для улучшения коммутации в машине.

Вращающаяся часть машины называется якорем, основным элементом которого является обмотка из медного провода, уложенная в пазах сердечника якоря.

Принцип действия генератора постоянного тока основан на законе электромагнитной индукции, в соответствии с которым при движении проводника (обмотки якоря) в магнитном поле главных полюсов во вращающейся обмотке якоря индуктируется переменная эдс, а выпрямление электродвижущей силы в постоянное напряжение осуществляется системой полуколец – коллектором ( см. на физической модели).

Среднее значение эдс в обмотке якоря генератора постоянного тока определяется по формуле

E = C_E · Ф · n,

где E – эдс в обмотке якоря, В; C_E – постоянная величина для данной машины; Ф – основной магнитный поток, Вб; n – частота вращения якоря, об/мин.

Величина напряжения на зажимах генератора постоянного тока определяется по второму закону Кирхгофа

U = E – I_a · r_a,

где U – напряжение на зажимах генератора, В; I_a – ток в обмотке якоря, А; r_a – сопротивление обмотки якоря, Ом.

Таким образом, происходит качественное преобразование механической энергии, источником которой, например в тепловозе, является дизель, в электрическую.

Свойства генераторов постоянного тока зависят от способа включения обмотки возбуждения по отношению к цепи якоря. В связи с этим они подразделяются:

● на машины с независимым возбуждением, где обмотка возбуждения подключается к независимому источнику электрической энергии;

● с параллельным возбуждением, где обмотка возбуждения включается параллельно обмотке якоря;

● с последовательным возбуждением, где обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря;

● со смешанным возбуждением, когда на каждом полюсном сердечнике расположены две обмотки, одна из которых включается параллельно якорю, а другая – последовательно.

Генераторы с параллельным возбуждением применяются наиболее часто, так как они не требуют дополнительного источника электрической энергии для цепи возбуждения, что существенно упрощает обслуживание машины. кроме того, напряжение таких генераторов мало изменяется из-за колебаний нагрузки.

Генераторы постоянного тока как источники электрической энергии оцениваются рядом характеристик, одной из которых является характеристика холостого хода E(I _в), показывающая зависимость эдс от тока возбуждения при разомкнутой цепи якоря ( = 0) и постоянной частоте вращения n = const. Характеристика имеет восходящую и нисходящую ветви, образуя форму петли гистерезиса.

Второй важной характеристикой генератора является зависимость напряжения U от тока якоря I_a при неизменном токе возбуждения I _в и частоте вращения n. Эта зависимость называется внешней характеристикой, которая определяет изменение напряжения генератора между его выводами при изменении нагрузки от номинальной до нулевой.

Для нормальной работы приемников электроэнергии необходимо поддерживать напряжение неизменным, несмотря на изменение общей нагрузки генератора. Это достигается регулированием тока возбуждения I _в, а зависимость этого тока от тока якоря I_a при постоянных напряжении U и частоте вращения n называется регулировочной характеристикой. Эта характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения, чтобы при изменениях нагрузки напряжение между выводами генератора оставалось постоянным.

Ø Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством генератора по плакатам и физической модели. Записать паспортные данные генератора.

2. Собрать рабочую схему (рис. 1.1) и представить для проверки преподавателю.

Рис. 1.1. Рабочая схема генератора

3. Выполнить пробный пуск. В случае невозбуждения генератора необходимо поменять местами концы обмотки возбуждения.

4. Снять характеристику холостого хода генератора – это зависимость напряжения на зажимах генератора Е₀ от тока возбуждения I _в при отключенной нагрузке и постоянной частоте вращения, т. е.
Е₀ = f(I _в) при I = 0 и n = const.

Регулировочным реостатом R_p в цепи возбуждения увеличиваем ток I _в от минимального значения до величины, при которой напряжение на зажимах генератора будет превышать номинальное напряжение генератора на 10–15%. Показания амперметра и вольтметра для 5–6 измерений записать в табл. 1.1

Далее, уменьшая ток возбуждения, показания приборов для тех же значений тока возбуждения записываем в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Характеристика холостого хода Е₀ =f (I _в ) при I = 0 и n = const

I _в, А
Е, В ®
Е, В

5. Снять внешнюю характеристику генератора – это зависимость напряжения на зажимах генератора U от тока нагрузки I при постоянной частоте вращения и сопротивлении регулировочного реостата, т.е. U = f(I) при n = const и R_p = const.

Регулировочным реостатом R_p установить напряжение, превышающее номинальное генератора на 5–10%. Увеличивая нагрузку включением ламп реостата R _н, измеряем показания амперметра и вольтметра. Данные для 5–6 измерений записать в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Характеристика внешняя U=f (I) при R_p = const

U, В
I, А

6. Снять регулировочную характеристику генератора – это зависимость тока возбуждения I _в от тока нагрузки I при постоянном напряжении и частоте вращения, т.е. I _в = f(I) при U = const и n = const.

Реостатом в цепи возбуждения R_p установить напряжение на зажимах генератора U = (0, 5÷ 0, 6)U _н. Увеличивая нагрузку ламповым реостатом, поддерживаем напряжение генератора постоянным путем изменения тока возбуждения. Показания амперметров для 5–6 значений нагрузки записать в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Характеристика регулировочная I _в=f (I) при U = const

I _в, А
I, А

7. По данным этих таблиц построить в различных системах координат в масштабе характеристики холостого хода Е₀ = f(I _в), внешнюю
U = f(I) и регулировочную I _в = f(I).

8. Сформулировать краткие выводы по работе.

9. Тесты по данной работе представлены на сайте www.festu.khv.ru

Ø Контрольные вопросы

1. Где применяются генераторы постоянного тока на железнодорожном транспорте?

2. Назовите основные конструктивные элементы генератора постоянного тока и укажите их назначение.

3. На каком законе основан принцип действия генератора?

4. Каковы условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения?

5. Как регулируется напряжение на зажимах генератора?

6. Что такое реакция якоря и как она влияет на работу генератора?

7. Какие существуют способы уменьшения реакции якоря?

& Рекомендуемая литература: [1, с. 116–119; 4, с. 329–331].

Лабораторная работа № 2.
Исследование генератора постоянного тока
смешанного возбуждения

Приборы и оборудование:

– асинхронный двигатель и генератор смешанного возбуждения;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи возбуждения с пределом 1, 5 А;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи якоря с пределом 10 А;

– вольтметр магнитоэлектрический с пределом 150 В;

– реостат регулировочный в цепи возбуждения генератора;

– реостат ламповый для нагрузки генератора;

– провода соединительные 13 шт.

Ø Основные теоретические положения

Генератор постоянного тока смешанного возбуждения (как и генератор параллельного возбуждения) – это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Он является качественным преобразователем энергии, т.е. источником постоянного тока.

Генератор постоянного тока, как источник электрической энергии, находит широкое применение на железнодорожном транспорте в пассажирских вагонах и тепловозах, а также входит в состав систем электропитания специального оборудования, например в радиотехнических
установках, при зарядке аккумуляторов и т. д.

Неподвижная часть состоит из станины, на которой укреплены главные полюса с обмотками возбуждения (для создания основного магнитного потока) и дополнительные полюса для улучшения коммутации в машине.

Вращающаяся часть машины называется якорем, основным элементом которого является обмотка из медного провода, уложенная в пазах сердечника якоря.

Принцип действия генератора смешанного возбуждения основан на законе электромагнитной индукции, в соответствии с которым при движении проводника (обмотки якоря) в магнитном поле главных полюсов во вращающейся обмотке якоря индуктируется переменная эдс, а выпрямление электродвижущей силы в постоянное напряжение осуществляется системой полуколец – коллектором (см. на физической модели).

Среднее значение эдс в обмотке якоря генератора постоянного тока определяется как

E = C_E (Ф₁ ± Ф₂) n,

где E – эдс в обмотке якоря, В; C_E – постоянная величина для данной машины; Ф₁, Ф₂ – магнитные потоки, создаваемые параллельной и последовательной обмотками возбуждения, вб; n – частота вращения якоря, об/мин.

Последовательная обмотка в генераторе обычно включается согласно с параллельной (знак «плюс»), при этом мдс обмоток складываются, что обеспечивает получение жесткой внешней характеристики.

Величина напряжения на зажимах генератора постоянного тока определяется по второму закону Кирхгофа

U = E – I_a · r_a,

где U – напряжение на зажимах генератора, В; I_a – ток в обмотке якоря, А; r_a – сопротивление обмотки якоря, Ом.

● с параллельным возбуждением, где обмотка возбуждения включается параллельно обмотке якоря;

● с последовательным возбуждением, где обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря;

Генераторы со смешанным возбуждением применяются наиболее часто, так как они не требуют дополнительного источника электрической энергии для цепи возбуждения, а напряжение таких генераторов мало изменяется из-за колебаний нагрузки. В этих генераторах с появлением нагрузки возникает мдс последовательной обмотки возбуждения, которая подмагничивает машину, компенсируя размагничивающее действие реакции якоря.

Генераторы смешанного возбуждения как источники электрической энергии оцениваются рядом характеристик, одной из которых является характеристика холостого хода E(I _в), показывающая зависимость эдс от тока возбуждения при разомкнутой цепи якоря (I _а = 0) и постоянной частоте вращения n = const. Характеристика имеет восходящую и нисходящую ветви, образуя форму петли гистерезиса.

Второй важной характеристикой генератора является зависимость напряжения U от тока якоря I _а при неизменном токе возбуждения I _в и частоте вращения n. Эта зависимость называется внешней характеристикой, которая определяет изменение напряжения генератора между его выводами при изменении нагрузки от номинальной до нулевой.

Для нормальной работы приемников электроэнергии необходимо поддерживать напряжение неизменным, несмотря на изменение общей нагрузки генератора. Это достигается регулированием тока возбуждения I _в, а зависимость этого тока от тока якоря I _а при постоянных напряжении U и частоте вращения n называется регулировочной характеристикой. Эта характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения, чтобы при изменениях нагрузки напряжение между выводами генератора оставалось постоянным.

Ø Порядок выполнения работы

2. Собрать рабочую схему исследования и представить для проверки преподавателю (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Рабочая схема генератора

3. Снять характеристику холостого хода генератора – это зависимость напряжения на зажимах генератора E₀ от тока возбуждения I _в при отключенной нагрузке и постоянной частоте вращения, т. е.
E₀ = f(I _в) при I = 0 и n = const.

Включить асинхронный двигатель. Регулировочным реостатом R_P в цепи возбуждения увеличиваем ток I _в от минимального значения до величины, при которой напряжение на зажимах генератора будет превышать номинальное напряжение генератора на 10–15%. Показания амперметра и вольтметра для 5–6 измерений записать в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Характеристика холостого хода E ₀ = f (I _в ) при I = 0 и n = const

I_В, А
E₀, B

4. Снять внешнюю характеристику генератора – это зависимость напряжения на зажимах генератора U от тока нагрузки I при постоянной частоте вращения и сопротивлении регулировочного реостата, т. е. U = f(I) при n = const и R_P = const.

При согласном включении обмоток возбуждения регулировочным реостатом R_P установить напряжение генератора, превышающее номинальное на 5–10%. Увеличивая нагрузку включением ламп реостата R_н, измеряем показания амперметра и вольтметра. Данные для 5–6 измерений записать в табл. 2.2.

Опыт повторить для встречного включения обмоток (поменять зажимы С1 и С2), а также при отключенной последовательной обмотке. Данные для 5–6 измерений записать в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Характеристики внешние U= f (I) при R_P = const

Включение обмоток (обмотки)	Измеряемая характеристика	Номер опыта
Включение обмоток (обмотки)	Измеряемая характеристика	1	2	3	4	5	6
Согласное	U, B
Согласное	I, A
Встречное	U, B
Встречное	I, A
Параллельное	U, B
Параллельное	I, A

5. Снять регулировочную характеристику генератора – это зависимость тока возбуждения I _в от тока нагрузки I при постоянном напряжении и частоте вращения, т. е. I _в = f(I) при U = const и n = const.

При согласном включении обмоток возбуждения реостатом в цепи возбуждения R_P установить напряжение на зажимах генератора
U = (0, 5÷ 0, 6)U _н. Увеличивая нагрузку ламповым реостатом поддерживаем напряжение генератора постоянным путем изменения тока возбуждения. Показания амперметров для 5–6 значений нагрузки записать в табл. 2.3.

Опыт повторить для встречного включения обмоток (поменять зажимы С1 и С2), а также при отключенной последовательной обмотке. Данные для 5–6 измерений записать в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Характеристики регулировочные I _в= f (I) при U = const

I _в, А
I, А

6. По данным опытов построить в различных системах координат в масштабе характеристики холостого хода E₀ = f(I _в), внешние U = f(I) и регулировочные I _в = f(I).

7. Сформулировать выводы по работе.

8. Тесты по данной работе представлены на сайте www.festu.khv.ru

Ø Контрольные вопросы

1. Чем отличается последовательная обмотка возбуждения от параллельной?

2. Где расположена последовательная обмотка генератора и какова ее роль?

3. Как надо включить обмотки возбуждения, чтобы уменьшить влияние нагрузки на напряжение генератора?

4. Что такое встречное и согласное возбуждение у генератора?

5. Каковы особенности включения генераторов смешанного возбуждения на параллельную работу?

& Рекомендуемая литература: [1, с. 125–129; 4, с. 215–223].

Лабораторная работа № 3.
Исследование совместной работы генераторов
постоянного тока параллельного возбуждения

Цель работы: практически ознакомиться с порядком включения генераторов постоянного тока в совместную работу и испытать их в режиме внешней и регулировочной характеристик.

Приборы и оборудование:

– генератор постоянного тока параллельного возбуждения;

– асинхронный двигатель переменного тока;

– амперметр электромагнитный с пределами 1 А;

– амперметр электромагнитный с пределами 10 А;

– вольтметр электромагнитный с пределами 150 В;

– реостат регулировочный в цепи возбуждения генератора;

– соединительные провода 22 шт.;

– ламповый реостат.

Ø Основные теоретические положения

В некоторых случаях возникает потребность питать нагрузку (потребителей) от двух и более генераторов постоянного тока, например в судовых электроэнергетических системах. Данный вид работы называется совместной или параллельной. Необходимость в параллельной работе возникает при переменном характере нагрузки, когда она изменяется с течением времени, а также для повышения надежности электроснабжения потребителей. Для совместной работы используются генераторы независимого, параллельного или смешанного возбуждения. При этом они подключаются к сети параллельно. Последовательное включение генераторов применяется крайне редко.

Совместная работа генераторов имеет ряд преимуществ:

– перевод нагрузки с одного генератора на другой осуществляется плавно, без перерыва питания;

– обеспечивается бесперебойность питания потребителей при выходе из строя одного из генераторов;

– обеспечивается более высокое качество электроэнергии (меньше колебания напряжения);

– возможность поочередного проведения технических осмотров и ремонтов генераторов;

– снижение эксплуатационных расходов и увеличение кпд генераторов.

К недостаткам параллельной работы генераторов следует отнести:

– усложнение схемы включения и управления генераторами;

– значительное увеличение тока при коротких замыканиях в электроэнергетической системе.

Во избежание больших бросков тока генераторов и ударных механических воздействий на первичный двигатель необходимо при включении генераторов на параллельную работу соблюсти следующие условия:

– полярность работающего и включаемого генераторов должна быть одной, т. е. «+» первого генератора и «+» второго генератора включаются на одну шину, а «–» первого с «–» второго – на другую;

– напряжения обоих генераторов должны быть равны;

– генераторы должны нагружаться по возможности равномерно, пропорционально их номинальной мощности.

При включении генераторов с неправильной полярностью в замкнутой цепи, образованной якорями обоих генераторов и шинами, эдс обоих генераторов будут складываться. Так как сопротивление этой цепи мало, то возникают условия, эквивалентные короткому замыканию, что приводит к аварии. При правильной полярности, но неравных напряжениях генераторов в указанной цепи возникает уравнительный ток значение, которого также может оказаться большим:

При включении нагрузки уравнительный ток вызывает увеличение тока одного генератора и уменьшение тока другого, в результате чего генераторы нагружаются неодинаково. Также необходимо учитывать, что из-за малых сопротивлений обмоток якоря , даже малые изменения токов , способны вызвать большие изменения токов генераторов. Поэтому регулирование токов возбуждения генераторов должно производиться осторожно и достаточно плавно. В условиях эксплуатации напряжение U часто регулируется автоматически регуляторами токов возбуждения генераторов. При этом характеристики регуляторов подбираются таким образом, чтобы обеспечить правильное распределение нагрузок между генераторами.

Если генераторы работают параллельно без регулирования токов возбуждения, то распределение нагрузок между ними зависит от вида их внешних характеристик. К примеру, внешние характеристики двух генераторов одинаковой мощности изображаются кривыми 1 и 2 на рис. 3.1. Если генераторы включены на параллельную работу при холостом ходе, то эти характеристики исходят из одной точки U₀ на оси ординат. Если затем подключить к генераторам некоторую нагрузку, то напряжение упадет до некоторого значения U, общего для обоих генераторов.
При этом генератор 1, имеющий более «мягкую» внешнюю характеристику, будет нагружаться меньшим током I₁, чем генератор 2 – I₂, имеющий более «жесткую» характеристику. Зависимость U от общего тока нагрузки I = I₁ + I₂ изобразится в виде кривой 3.

Рис. 3.1. Внешние характеристики совместной работы генераторов

Если мощности генераторов 1 и 2 различны, то более правильно о распределении нагрузки между ними можно судить, если начертить характеристики 1 и 2 на рис. 3.1 в функции относительных токов:

; .

При совпадении таких характеристик обоих генераторов распределение нагрузок между ними происходит пропорционально их номинальным мощностям, что является наиболее выгодным.

При трех и более параллельно работающих генераторах также имеют место описанные выше явления, и анализ их работы можно произвести аналогичным образом.

Ø Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторным стендом и записать паспортные данные машин и измерительных приборов.

2. Собрать электрическую схему включения генераторов в совместную работу (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема исследования совместной работы генераторов параллельного возбуждения

3. При разомкнутых рубильниках 1, 2 и 3 запустить асинхронный двигатель. При этом генераторы будут работать на холостом ходу. Возбудить генераторы до номинального напряжения путем изменения сопротивления регулировочных реостатов и в цепях возбуждения генераторов. Если генератор не возбуждается, следует поменять концы обмотки возбуждения соответствующего генератора.

4. Получив номинальное напряжение обоих генераторов, проверить соблюдение полярности и затем включить генераторы в совместную работу, замкнув рубильники 1 и 3.

Полярность генератора может быть определена при помощи магнитоэлектрического вольтметра. Вольтметр подключается поочередно к одному и к другому генератору.

Напряжение у потребителя определяется следующими выражениями:

; ,

где , – эдс соответственно первого и второго генераторов; , – сопротивление обмоток якоря этих генераторов.

На основании вышеприведенных уравнений имеем:

; .

В момент включения рубильника 1 , поэтому .

5. Испытать генераторы в режиме внешней характеристики и построить кривые: ; ; ; , где , при , , , .

Замкнув рубильник 2, нагрузить совместно работающие генераторы, сохраняя сопротивления цепей возбуждения генераторов неизменными. Данные опыта занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2019-05-04; Просмотров: 511; Нарушение авторского права страницы