Результаты перевода нагрузки с одного генератора на другой

 

Режим работы	I1, А	i в1, А	I2, А	i в2, А	I н, А	U, В
I1 = 0, I2 = I н
I1 =  I н, I2 =  I н
I1 =  I н, I2 =  I н
I1 =  I н, I2 =  I н
I1 = I н, I2 = 0

 

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

 

Ø Контрольные вопросы

 

1. Что такое совместная работа генераторов?

2. Где применяется совместная работа генераторов?

3. Каково назначение регулировочных реостатов в цепи возбуждения генераторов?

4. Назовите преимущества совместной работы генераторов.

5. При выполнении каких условий следует включать генераторы на совместную работу?

 

& Рекомендуемая литература [1, с. 172–199].

Лабораторная работа № 4.
Исследование двигателя постоянного тока
последовательного возбуждения

Цель работы: изучить устройство двигателя; получить навыки в сборке схемы включения, реверсировании и регулировании частоты вращения двигателя; снять рабочие и механические характеристики.

Приборы и оборудование:

– двигатель постоянного тока последовательного возбуждения;

– источник постоянного тока с регулируемым напряжением или пусковой реостат R _П в цепи якоря;

– электромагнитный тормоз для загрузки двигателя;

– вольтметр магнитоэлектрический с пределом 150 В;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи якоря с пределом 10 А;

– амперметр магнитоэлектрический в цепи шунтирующего реостата;

– шунтирующий реостат (лампы накаливания);

– провода соединительные 12 шт.

 

Ø Основные теоретические положения

 

Двигатель постоянного тока – это электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую и являющаяся качественным преобразователем энергии.

Двигатели постоянного тока применяются на железнодорожном транспорте в качестве тяговых двигателей на электровозах и тепловозах, в электроприводе стрелочных переводов, в городском транспорте (трамваи и троллейбусы), а также на воздушном транспорте (самолеты и вертолеты).

Конструкция двигателя постоянного тока аналогична генераторам постоянного и включает в себя неподвижную и вращающуюся части
(см. физическую модель машины постоянного тока на лабораторном стенде, 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 двигателя постоянного тока основан на законе Ампера, в соответствии с которым на проводник с током (обмотка якоря), размещенный в магнитном поле главных полюсов, действует выталкивающая сила. Вращающий или электромагнитный момент определяется произведением тока в обмотке якоря (электрическая величина) и магнитного потока главных полюсов (магнитная величина):

М_Э = С_М · Ф · I_a,

 

где М_Э – электромагнитный момент, Нм; С_М – постоянная величина для данной машины; Ф – основной магнитный поток, Вб; I_a – ток в обмотке якоря.

В соответствии с этой формулой изменить направление вращения двигателя можно изменением полярности главных полюсов или направлением тока в обмотке якоря.

Частота вращения двигателя постоянного тока определяется выражением

,

из которого следует, что частоту вращения двигателя можно регулировать изменением магнитного потока или изменением напряжения на зажимах двигателя.

Полезный момент на валу двигателя постоянного тока

,

где  – полезный момент, Нм;  – полезная мощность, Вт.

Свойства двигателей постоянного тока зависят от способа включения обмотки возбуждения по отношению к цепи якоря. в связи с этим они подразделяются на машины с независимым, параллельным, последовательным и смешанным возбуждением, т. е. аналогично генераторам постоянного тока.

Наибольшее распространение на железнодорожном и воздушном транспорте получил двигатель последовательного возбуждения – объект исследования в данной лабораторной работе.

В двигателе с последовательным возбуждением ток якоря является вместе с тем током возбуждения . Благодаря такому соединению главный магнитный поток машины изменяется пропорционально току якоря, а поскольку вращающий момент двигателя пропорционален потоку и току, можно считать, что вращающий момент пропорционален квадрату тока якоря . Это позволяет выдерживать большие перегрузки, что особенно ценно для электрической тяги (трамвай, метрополитен, электрические железные дороги).

При уменьшении нагрузки ток двигателя медленно уменьшается, однако частота вращения повышается и при нагрузках, примерно меньших 25% номинальной, частота достигает значений, опасных для механической целостности двигателя, двигатель идет в «разнос».

Для регулирования частоты вращения можно шунтировать обмотку возбуждения реостатом с регулируемым сопротивлением. При шунтировании обмотки возбуждения уменьшается магнитный поток Ф и возрастает частота вращения n.

Свойства двигателя последовательного возбуждения оцениваются рабочими и механическими характеристиками. Рабочие характеристики показывают зависимость частоты вращения и вращающего момента в функции от тока якоря n, , при условии, что . Механическая характеристика определяет зависимость частоты вращения двигателя от вращающего момента .

 

Ø Порядок выполнения работы

 

1. Собрать электрическую схему и представить для проверки преподавателю (рис. 4.1). Записать паспортные данные двигателя.

 

 

Рис. 4.1. Схема исследования двигателя

 

2. Выполнить пуск двигателя при максимальном значении сопротивления пускового реостата , плавно уменьшая по мере разгона. Записать показание амперметра в момент пуска в табл. 4.1.

3. Выполнить пуск двигателя при значении сопротивления пускового реостата  и записать показание амперметра в момент пуска в табл. 4.1.

 

Таблица 4.1

Результаты измерений

 

Сопротивление реостата	Измеренные	Вычисленные
	Пусковой ток I П, А	Кратность пускового тока,
R П = Rmax
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

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: