Сергеев В.Д. Исследование двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением - файл n1.doc

приобрести
Сергеев В.Д. Исследование двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением
скачать (1425 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1425kb.22.08.2012 15:29скачать

n1.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГРЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ имени В.В.Куйбышева)

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Методические указания к лабораторной работе №2

по дисциплине «Электрические машины»
Владивосток

2007

Одобрено методическим советом университета
УДК 621.313


Приведены кратные сведения о двигателях постоянного тока, программа, методические указания и рекомендации по выполнению опытов и составлению отчета. На выполнение работы по полной программе требуется 8 часов. Конкретный объём работы и набор опытов для каждой группы студентов определяет лектор в зависимости от специальности и числа часов, отводимых на раздел машин постоянного тока.

Методические указания предназначены для студентов электротехнических, электроэнергетических и электромеханических специальностей.

Составил канд. техн. наук доцент кафедры электрооборудования, автоматики и технологии В.Д.Сергеев.

Целью лабораторной работы является изучение принципа действия, конструкции, способов пуска, основных свойств и характеристик двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением в установившихся режимах работы.
1.Программа работы

1.1. Краткое описание принципа действия и конструкции двигателя.

1.2. Разработка принципиальной электрической схемы для выполнения опытов.

1.3. Пуск в ход двигателя.

1.4. Снятие естественных рабочих характеристик.

1.5. Снятие искусственных скоростных и механических характеристик.

1.6. Заключение по работе.

Пункты 1.1. и 1.2. программы студенты выполняют до начала лабораторного занятия и записывают соответствующие материалы в отчёт. Это служит допуском к лабораторной работе.


2. Краткие теоретические сведения о о двигателях постоянного тока
2.1. Принцип действия и устройство двигателя

При протекании тока Iв по катушкам 1 обмоток возбуждения, расположенным на главных полюсах 2 (рис.1), создается магнитный поток возбуждения в магнитной цепи двигателя. Если подключить цепь якоря к источнику постоянного тока, то на проводники якоря 3 с током ia, находящиеся в основном магнитном поле, будут действовать электромагнитные силы f (силы Ампера) и электромагнитный момент М, под действием которого якоря может вращаться, преодолевая момент сопротивления рабочего механизма. Направление действия электромагнитных сил можно определить, например, по правилу левой руки. Чтобы момент сил проводников якоря имел неизменное направление в процессе вращения, необходимо изменять направление тока в этих проводниках после перехода их через линию геометрической нейтрали ГН, на которой индукция поля возбуждения равна нулю. Это достигается с помощью неподвижных щёток 4 и закрепленных на роторе сегментов (пластин) коллектора 5, соединённых с проводниками якоря.



а)



б)
Рис.1. Устройство (а) и принцип действия (б) двигателя
Для увеличения момента и уменьшения его пульсации на роторе устраивают достаточно много контуров (обмотку якоря), присоединенных к коллекторным пластинам.

При вращении якоря в проводниках его обмотки наводится ЭДС. Она направлена навстречу току якоря.

Таким образом, в двигателе постоянного тока энергия источника постоянного тока, подводимая к якорной цепи, преобразуется в механическую энергию на валу (отдаваемую рабочему механизму) и частично в потери (в сопротивлениях цепи, на трение, в стали сердечника якоря и др.).

Чтобы уменьшить искрение на коллекторе под щётками, в двигателе устраивают дополнительные полюсы 6 с обмоткой 7, по которой пропускают якорный ток.

Для изменения направления вращения (реверса) якоря необходимо изменить направление движущего электромагнитного момента и, следовательно, электромагнитных сил. Это достигается изменением направления токов якоря или возбуждения.

Чтобы обеспечить достаточно сильное магнитное поле, устраивают магнитопровод, по которому и проходит основной поток.

Конструкцию двигателя постоянного тока в начале нужно изучить по любому учебнику или справочнику по электрическим машинам, а затем по плакатам и макетам, имеющимся в лаборатории. Изобразите упрощённые эскизы двигателя, пронумеруйте и назовите функционально важные элементы, укажите их назначение.


2.2. Системы электромагнитного возбуждения и обозначения выводов

Электромагнитное возбуждение обеспечивается одной или несколькими обмотками возбуждения, питаемыми постоянным током. В зависимости от способа включения обмоток возбуждения относительно обмотки якоря различают независимое, параллельное, последовательное, смешанное и комбинированное возбуждение. Основные системы возбуждения машин, условные графические изображения и буквенные обозначения элементов по ГОСТ 183-74 показаны на рис.2.


а) б)



в) г)


Рис.2 Системы электромагнитного возбуждения: а – независимая, б – параллельная, в – последовательная, г – смешанная


2.3. Основные уравнения двигателей
Уравнение напряжения якорной цепи
, (1)

где Еа – ЭДС обмотки якоря, направленная в двигателе против тока якоря Iа; Rа – суммарное сопротивлении якорной цепи двигателя, включающее сопротивления всех обмоток этой цепи (якорной ra, дополнительных полюсов rдп, последовательной rc, компенсационной rko) и соединительных проводов rпров:

; (2)

Rпр –сопротивление пускорегулирующего реостата; - падение напряжения в переходном контакте щётки на коллекторе, условно принимаемое равным 1 В для угольных или графитных щёток и 0,3 В – для металлоугольных или металлографитных щёток. При анализе характеристик обычно заменяют 2 в уравнении (1) падением напряжения на сопротивлении щёточных контактов , принимаем постоянным. Здесь Iн – номинальный ток якоря. Тогда вместо уравнения (1) имеем:

, (3)

где .

ЭДС наводится только в возбужденной вращающейся машине:

(4)
Здесь Се – конструктивный коэффициент, n – частота вращения якоря, об/с; Ф?- результирующий магнитный поток в воздушном зазор двигателя по продольной оси, Вб. Поток определяется с помощью магнитной характеристики (рис.3) по резуль- тирующей продольной МДС:

(5)
Fв=IвWв – МДС параллельной или независимой обмотки возбуждения с числом витков Wв, пропорциональная току возбуждения; Fс=IаWc – МДС последовательной обмотки возбуждения с числом витков Wс, пропорциональная току якоря, причём +Fс соответствует согласному включению обеих обмоток возбуждения (встречное включение не допускается); Fad - продольная составляющая МДС реакции якоря, пропорциональная току якоря и длине дуги сдвига щёток с геометрической нейтрали (в двигателе - при сдвиге щёток по направлению вращения якоря и - при сдвиге против вращения); ?Fqb - размагничивающее действие поперечной составляющей реакции якоря, зависящее от степени насыщения магнитной цепи и значения тока якоря. В ненасыщенной машине ?Fqb= 0.



Рис.3. Магнитная характеристика
Уравнение моментов. Вращательное движение роторов двигателя и рабочего механизма с суммарным моментом инерции J можно описать уравнением

(6)
где М – электромагнитный движущий момент якоря двигателя, Нм,
(7)

причём - конструктивный коэффициент момента: Мс –суммарный тормозящий момент сопротивления:
(8)

Мв – момент сопротивления на валу двигателя, создаваемый рабочим механизмом, Мо – момент потерь самого двигателя, Нм,

(9)

обусловленный потерями в стали якоря вследствие перемагничивания при вращении, механическими потерями на трение и вентиляцию, а также, условно, добавочными потерями при нагрузке ; - угловая скорость вращения, 1/с. Разность движущих и тормозящих моментов называют динамическим моментом: М – Мс = Мдин, а момент - моментом сил инерции вращающихся частей двигателя и механизма.

Из уравнения (6) видно, что при М > Мс, т.е. при Мдин > 0, получается , и скорость двигателя увеличивается. Когда движущий момент уравновешивается тормозящими наступает установившийся режим работы, при котором и Уравнение мощностей. При умножении уравнения (1) на ток якоря получается:

(10)

или (10а)

где - электрическая мощность, потребляемая якорной цепью двигателя; - электрические потери мощности в сопротивлениях обмоток якорной цепи и пускорегулирующем реостате; - электрические потери в переходных контактах щёток на коллекторе; - электромагнитная мощность обмотки якоря, преобразуемая в двигателе в полную механическую мощность , основная часть которой передаётся механизму в виде полезной мощности на валу . Остальная мощность расходуется на потери в стали сердечника якоря, механические потери и на добавочные потери при нагрузке , обусловленные вторичными электромагнитными процессами (пульсациями, неравномерностью поля и т.п.).

Следовательно,

(11)

Мощность, потребляемая двигателем,

, (12) где - потери на возбуждение, создаваемые независимой или параллельной обмоткой, а = суммарное сопротивление цепи этой обмотки. В двигателях независимого и комбинированного возбуждения мощность потребляется из дополнительного источника возбуждения.

Все потери почти целиком превращаются в тепловую энергию и нагревают машину. 2.4. Пуск двигателей в ход

Из уравнения (3) следует, что ток якоря равен

. (13)

В начальный момент пуска двигателя якорь неподвижен, поэтому , и начальный пусковой ток якоря
(14)

В нормальных двигателях сопротивление якорной цепи мало, поэтому при прямом пуске, т.е. при непосредственном включении двигателя на номинальное напряжение без добавочного сопротивления получается большой ток якоря Это может привести к подгоранию коллектора и щёток, возникновению недопустимо больших ускорений и перегреву обмотки якоря. Прямой пуск можно использовать лишь для микродвигателей, у которых относительно велико сопротивление якорной цепи и мал момент инерции. Для ограничения начального пускового тока якоря, согласно уравнению (14), необходимо уменьшить напряжение, проводимое к якорной цепи двигателя, или включить в цепь якоря добавочное сопротивление в виде пускового реостата . Значение сопротивления пускового реостата рассчитывается по допустимому пусковому току . Обычно . Двигатель начинает запускаться, если согласно уравнению (6) развиваемый электромагнитный момент превышает статический. Так как при пуске ток якоря приходится ограничивать, то для обеспечения достаточного момента (7) необходимо создавать в двигателе максимально возможный поток возбуждения. Для этого следует перед пуском и во время пуска полностью вывести регулировочный реостат в цепи возбуждения и подать на эту цепь номинальное напряжение.

По мере разгона двигателя появляется и растёт ЭДС , в результате чего постепенно уменьшаются , М и ускорение - см. уравнения (13), (7), (6), и пуск затягивается. Для предотвращения затяжного пуска обеспечения выхода двигателя на естественную характеристику следует повышать напряжение на якорной цепи, если пуск производился при пониженном напряжении, или уменьшать сопротивление пускового реостата при реостатном пуске с такой интенсивностью, чтобы ток якоря не превосходил допустимого значения.

2.5. Скоростные и механические характеристики Скоростная характеристика представляет собой зависимость частоты вращения от тока якоря n = f(Ia), а механическая от вращающего момента якоря n = f(Ma) при неизменных напряжениях питающих источников и внешних сопротивлениях в цепях обмоток. При этих условиях ток параллельной или независимой обмоток возбуждения.

Из уравнений (4), (3) и (7) получается выражение , (15)
где называют частотой вращения идеального холостого хода (так как только при , т.е. при работе без нагрузки и потерь), а - изменением частоты вращения. У двигателей независимого и параллельного возбуждения можно считать , если влияние реакции якоря незначительно, и поэтому графики скоростных и механических характеристик представляют собой прямые наклонные линии (рис.4). У двигателей комбинированного и смешанного возбуждения поток увеличивается с ростом тока якоря и момента из-за увеличения МДС последовательной обмотки согласно уравнению (5) и рис.3, поэтому частота вращения изменяется нелинейно (рис.4.).




Рис.4 Скоростные n=f(Ia) и механические n=f(M) характеристики двигателей независимого или параллельного (1) и комбинированного или смешанного (2) возбуждения. Штриховая линия – при большом
Характеристики называют естественными, если они соответствуют номинальным значениям напряжения якорной цепи и тока возбуждения при отсутствии добавочных сопротивлений в цепях обмоток. Характеристики, соответствующие иным условиям, называют искусственными.

На естественных характеристиках двигателей независимого и параллельного возбуждения изменение частоты вращения при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке относительно невелико:

(16)
поэтому графики характеристик имеют небольшой наклон к оси моментов. Такие характеристики называют жесткими. У двигателей комбинированного и смешанного возбуждения значение ?n больше из-за изменения потока под действием последовательной обмотки возбуждения, а характеристики мягче.

Чем мягче характеристика, тем больше запас устойчивой работы двигателя. Возникновение неустойчивой работы наиболее вероятно при восходящей механической характеристике двигателя (штриховая линия на рис.4). Такая характеристика может получиться у современных высокоиспользованных двигателей параллельного возбуждения (например серии П), у которых из-за сильного насыщения зубцов якоря возникает значительное размагничивающее действие ?Fqв поперечной реакции якоря, уменьшающее поток Ф? . Поэтому в таких двигателях на главных полюсах размещают кроме основной ещё и небольшую последовательную обмотку возбуждения согласного включения, предназначенную для компенсации ?Fqв.В крупных двигателях, работающих при резко изменяющейся нагрузке и ослаблении поля, устраивают компенсационную обмотку для компенсации поперечной реакции якоря Faq (см.поз. 8 на рис.1).

Искусственные характеристики получаются при сниженном напряжении якорной цепи Ua< Uн или при введёном в цепь якоря добавочном сопротивлении Rпр либо при ослабленном поле (Iв < Iвн).

Из уравнения (15) видно, что частота вращения идеального холостого хода уменьшается при снижении напряжения Ua и увеличивается при ослаблении поля, но не зависит от сопротивления якорной цепи. В то же время изменение частоты вращения не зависит от Ua , но увеличивается при ослаблении поля и введении добавочного сопротивления в цепь якоря. Поэтому искусственные скоростные и механические отличаются от естественных. На рис.5. показаны для примера естественные и искусственные характеристики двигателей независимого и параллельного возбуждения.


е

И1

И2

И3

0

n

Ia , M

Iв < Iвн

Rпр > 0

Ua < Uaн

естественная

Рис.5. Естественные (е) и искусственные (и) скоростные и механические характеристики двигателей независимого и параллельного возбуждения
У двигателей комбинированного и смешанного возбуждения искусственные характеристики смещаются относительно естественных аналогично, но имеют криволинейный вид.

По рис.5 видно, что при заданном токе или моменте якоря можно получать различные частоты вращения, т.е. регулировать скорость двигателя, если изменять напряжение или добавочное сопротивление якорной цепи либо изменять ток возбуждения.

В качестве регулируемого источника для питания якорной цепи и цепи возбуждения двигателя обычно используются тиристорные или транзисторные преобразователи. При этом обеспечиваются высокий КПД и отличные регулировочные свойства двигателя, поэтому он широко применяется в автоматизированных электроприводах металло- и деревообрабатывающих станков и других механизмов.

Регулирование скорости введением добавочного сопротивления в цепь якоря сопровождается пониженным КПД и поэтому применяется для небольшого снижения частоты вращения, а также для двигателей малой и средней мощности при кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы (например, в устаревших электроприводах кранов и электротяге).


2.6. Рабочие характеристики

Это зависимости подводимой мощности, тока якоря, частоты вращения и КПД от полезной мощности на валу при неизменных напряжениях источников и внешних сопротивлениях в цепях обмоток (рис.6).






а) б)

Рис.6. Рабочие характеристики двигателей: а – независимого и параллельного возбуждения, б – комбинированного и смешанного возбуждения
У двигателей независимого и параллельного возбуждения при изменении нагрузки частота вращения изменяется в небольших пределах. Поэтому электромагнитный момент приблизительно пропорционален полезной мощности и график M=f(P2) – почти прямая линия (рис. 5а). Графики тока якоря и потребляемой мощности аналогичны по виду графику момента. КПД двигателя определяется отношением отдаваемой и потребляемой мощностей

. (17)

Суммарные потери разбивают на две группы , где называют постоянными потерями, а = рвд - переменными потерями, зависящими от квадрата тока якоря. При малых значениях P2 и Ia КПД двигателя быстро нарастает из-за малости pvar. При увеличении нагрузки двигателя становятся существенными переменные потери, и рост КПД сперва замедляется, а затем КПД даже снижается. Он достигает максимума при равенстве переменных и постоянных потерь.
3. Объект исследование и необходимое оборудование

Объектом исследования служит двигатель M1 универсального стенда лаборатории электрических машин. Это машины постоянного тока смешанного возбуждения типа П51М (на стендах 1, 2 и 3) и типа 2П160L4У3 (на стенде 4) со следующими данными:

П51М, двигатель 2,4 кВт, 220 В, 15 А, 1500 об/мин, КПД 72 %, сопротивления обмоток при 20˚C : якорной rа.20 = 0,33 Ом, добавочных полюсов rдп.20 = 0,27 Ом, параллельной обмотки возбуждения rШ.20=102 Ом;

2П160L4У3, двигатель 2,4 кВт, 220 В, 15 А, 1500 об/мин, КПД 73%, rа.20 = 0,31 Ом, rдп.20 = 0,22 Ом, , rШ.20=120 Ом.

При выполнении лабораторной работы рекомендуется использовать следующее оборудование стенда:

- исследуемый двигатель М1 при независимом возбуждении; в качестве - независимой обмотки возбуждения следует использовать обмотку Ш1-Ш2;

- регулируемые источники UA и UB1 – для питания цепи якоря и независимой обмотки соответственно. Оба источника коммутируются одновременно кнопками S1и S2;

- резистор Rпр1 с тремя секциями и переключателем SA14 – для регулирования частоты вращения;

- амперметры pA1 и pA2 – для измерения тока независимой обмотки возбуждения и тока якорной цепи соответственно;

- вольтметр pV1 – для измерения напряжения источников и на якорной цепи двигателя;

- pn – указатель частоты вращения с пределом измерения 2000 об/мин;

- синхронный генератор G2 – для создания нагрузочного момента на валу исследуемого двигателя; генератор подключается к нагрузке пускателем, который включается с помощью кнопок S4 и S5 (одновременно), а отключается кнопкой S3;

- реостат Rнг – в качестве нагрузки генератора G2, регулируется с помощью моторного привода, управляемого кнопками «Rнг» («больше» и «меньше»);

- регулируемый источник возбуждения UB2 синхронного генератора, ток возбуждения которого контролируется амперметром pA4 с пределом измерения 15 А.

Момент нагрузки на валу исследуемого двигателя можно регулировать путем изменения возбуждения UB2 и сопротивления нагрузки Rнг нагрузочного генератора. Требуемое значение тока якоря исследуемого двигателя устанавливают сначала приближенно, изменяя Rнг при токе возбуждения нагрузочного генератора IВ2 около 9А, а затем более точно – регулируя UB2, но чтобы ток возбуждения не превышал 10 А.

На стенде действуют необходимые защиты и блокировки от грубых ошибок исследователей. Поэтому для обеспечения возможности включения источников напряжения и нормальной работы исследуемого двигателя необходимо перед каждым его включением устанавливать переключатели и рукоятки регуляторов в следующие положения: SA2 ? 30, SA6 ? + или -, SA10 ? Д, SA11 ? 0, SA12 ? -, SA13 ? ГСА, SA14 ? 3, SA15 ? B, SA19 ? 1, SA22 ? 1, (UB1)max, (UB2)min, (UAU1)min, (RНГ)max, (XНГ)max; положение остальных переключателей и рукояток регуляторов может быть любым.
4.Разработка принципиальной электрической схемы для опытов

В описании опытов указаны условия их выполнения: куда и какие подавать напряжения, что требуется регулировать, какие величины измерять и т.п. В третьем разделе методических указаний содержатся рекомендации по использованию оборудования универсального стенда, необходимого для выполнения данной работы, во втором разделе рассмотрены способы пуска двигателя. В описании универсального стенда [1] приведены технические данные и назначение всех элементов оборудования. На основании этих сведений можно выбрать необходимые источники, регулирующие элементы, измерительные приборы и составить принципиальную электрическую схему, единую для выполнения всех опытов. При этом схему нагрузочного генератора достаточно изобразить согласно рис.7.



Рис.7.Схема нагрузочного синхронного генератора
Универсальный стенд включается автоматическим выключателем QF.

5.Методические указания к выполнению работы

5.1.Запуск двигателя

Для двигателей независимого и комбинированного возбуждения реостатный пуск обычно не применяется. Поэтому в данной работе рекомендуется использовать пуск двигателя путем повышения напряжения якорной цепи.

Выберите значение допустимого пускового тока IПД в соответствии с рекомендациями п.2.4. Проследите, чтобы вывод Ш1 обмотки возбуждения был подключен к положительному полюсу источника возбуждения. При RПР1 = 0 (SA14 ? 3) включите стенд и источники напряжения якорной цепи и цепи возбуждения. Плавно, но интенсивно повышайте напряжение якорной цепи до Uа = UН так, чтобы ток якоря не превышал значения IПД. Наблюдайте за нарастанием частоты вращения. Пуск закончится, если перестали изменяться ток якоря и частота вращения.

Этот способ пуска используйте во всех последующих опытах.

5.2.Снятие естественных рабочих, скоростной и механической

характеристик

При изменении нагрузки на валу двигателя изменяются ток якоря, мощности, частота вращения, КПД и другие эксплуатационные показатели. Рабочие характеристики снимают при 5…7 значениях тока якоря в пределах от 110…100% номинального до холостого хода при номинальном напряжении якорной цепи Uа = UН, номинальном токе независимой обмотки возбуждения IВ= IВН и отсутствии добавочных сопротивлений в этих цепях (Rа.Д = 0, RВР = 0).

Предварительно необходимо определить номинальный ток возбуждения. Для этого запустите двигатель, подключите нагрузочный генератор к сопротивлению нагрузки (с помощью кнопок S4 и S5) и возбудите его до . Поддерживая , плавно нагрузите двигатель до номинального тока , уменьшая . Затем, поддерживая и , плавно уменьшайте напряжение возбуждения двигателя до получения частоты вращения . Ток возбуждения, соответствующий этому режиму работы, является номинальным . Запишите его значение.

Далее в опыте поддерживайте и . Регулируйте нагрузку двигателя так, чтобы ток якоря изменялся от тока холостого хода до 1,1. Холостой ход двигателя соответствует выключенному генератору G2 (кнопкой S3) при установке переключателя S15?0.

В 5…7 точках при установившемся режиме измерьте значение тока якоря и частоты вращения .

В отчете вычислите для каждого уровня нагрузки и запишите в табличной форме значения:

-тока якоря , А и частоты вращения , об/мин;

-электромагнитного момента, Нм,
, (18)
где - сопротивление якорной цепи при температуре обмоток в опыте . В учебной лаборатории во время опытов машина достаточно нагревается, а истинное значение измерить непросто. Поэтому для определенности можно принять , где tр - расчетная рабочая температура. Для медных обмоток

, (19)
где - сопротивления якорной цепи двигателя по уравнению (2) при 20 0 С. Сопротивлением проводов можно пренебречь;

-потребляемой мощности, Вт,
, (20)
где - сопротивление независимой обмотки возбуждения при температуре ; определяется аналогично ;

-полезной мощности на валу двигателя, Вт,
, (21)
где Мхх - момент, вычисленный по формуле (18) для холостого хода двигателя. Здесь для упрощения принято, что момент потерь холостого хода и остается неизменным в опыте; не учитываются добавочные потери при нагрузке ;

-КПД двигателя, %,

. (22)
Постройте графики естественных рабочих характеристик , , , , на едином рисунке, подобном рис.6а, а на следующих двух рисунках – графики естественных скоростной и механической характеристик (подобно рис.4, но только раздельно). По построенным графикам рабочих характеристик определите и выпишите значения всех рабочих величин при номинальной мощности двигателя.

По графику скоростной характеристики определите значения частоты вращения при нулевом (продлив влево характеристику) и номинальном значениях тока якоря (n0 и nн ). Рассчитайте номинальное изменение частоты вращения двигателя по формуле (16).

5.3.Снятие искусственных скоростных и механических характеристик

Искусственные характеристики рекомендуется снимать:

-при пониженном напряжении якорной цепи , , ;

-при введении добавочного сопротивления в цепь якоря при и напряжении источника . Для этой цели можно использовать одну, две или три ступени реостата . В опыте необходимо измерять напряжение источника UA и напряжение якорной цепи двигателя ;

-при ослаблении поля (IВmin < IВ< IВН), , ; при этом значение тока возбуждения Iвmin определяют на холостом ходу. Для этого выключают генератор G2 и при и плавно и медленно уменьшают ток возбуждения двигателя от до тех пор, когда будет достигнута максимально допустимая частоты вращения nmax =1,2nн. Соответствующий ток возбуждения и является минимально допустимым IВmin ;

-при любой комбинации из перечисленных вариантов.

Набор искусственных характеристик и конкретные значения поддерживаемых величин , и задает преподаватель каждой бригаде студентов.

Искусственные характеристики снимаются аналогично естественной. При обработке результатов достаточно рассчитать лишь значения электромагнитного момента по формуле (18). Значение добавочного сопротивления при введении его в цепь якоря следует определить как среднее арифметическое расчетных значений
, (23)

где i – номер точки в опыте.

Графики полученных искусственных скоростных и механических характеристик постройте на тех же рисунках, где уже построены естественные характеристики.
6.Заключение по работе

1. Сравните в виде таблицы значения рабочие величины двигателя при номинальной мсощности: паспортные и полученные в п.5,2.

2. На основании исследованных механических и скоростных характеристик отметьте изменение наклона искусственных характеристик при <, >0, < по сравнению с естественными.
7. Контрольные вопросы

1.Как устроен двигатель постоянного тока? Объясните принцип его действия. Зачем двигателю нужен коллектор?

2.Объясните назначение, место включения каждого элемента схемы и расположение обмоток в двигателе.

3.Какими уравнениями описывается работа двигателя? Поясните физический смысл величин, входящих в уравнения. Какими факторами определяются эти величины?

4.Какие потери мощности возникают в двигателе и от каких факторов они зависят? На что влияют потери?

5.Какими способами можно запустить двигатель постоянного тока? Сравните способы пуска. Как объяснить процессы, протекающие в двигателе при пуске?

6.Объясните предпусковое положение регулирующих элементов в схеме установки в отчёте и последовательность операций при пуске.

7.Какие зависимости и при каких условиях называют скоростными и механическими характеристиками двигателей? Как выглядят графики этих характеристик?

8.Как изменяются по сравнению с естественными скоростные и механические характеристики при различных комбинациях регулируемых величин?

9.Сравните механические и скоростные характеристики двигателей постоянного тока различных систем возбуждения.

10.Какими способами можно регулировать частоту вращения двигателей постоянного тока?

11.Как объяснить графики характеристик в отчете?

12.Как влияют насыщение магнитной цепи, сдвиг щеток с нейтрали и тип коммутации на характеристики двигателя?

Литература

1.Универсальный стенд лаборатории электрических машин. Краткое описание. – Владивосток: ДВПИ, 1988.

2. Беспалов В.Я. Электрические машины: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений /В.Я.Беспалов, Н.Ф.Котеленец.– М.: Издательский центр «Академия», 2006.

– 320 с.

3. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 2006 . - 607 с.

4.ГОСТ 26772-85. Машины электрические вращающиеся. Обозначения выводов и направления вращения.

5.Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.,: Высш. шк., 1987. Ч.2.

6.Вольдек А.И. Электрические машины: Учеб. для вузов. – 3-е изд., перераб. – Л.: Энергия, 1978.

7.ГОСТ 11828-86. Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний.

8.ГОСТ 10159-79. Машины электрические постоянного тока. Методы испытаний.

9.ГОСТ 25941-83. Машины электрические вращающиеся. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия.

10.ГОСТ 27471-87. Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГРЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации