2.3. Расчеты и построения

1) Рассчитать электромагнитный момент, создаваемый испытуемой машиной постоянного тока по следующему выражению, полученному из (2.3) для случая МПТ с независимым возбуждением без учета реакции якоря:

М = СI_а . (2.5)

Постоянный коэффициент С = kФ может быть найден из паспортных данных машины:

, (2.6)

где I_ан – номинальное значение тока якоря двигателя, А;

Р_н – номинальная мощность на валу двигателя, Вт;

n_н – номинальная частота вращения двигателя, об/мин.

2) Построить снятые механические характеристики двигателя n = f (M).

2.4. Контрольные вопросы

1) В чем отличие двигательного от тормозного режима работы?

2) Как осуществляется переход в режим рекуперативного торможения?

3) В чем энергетическая суть режима рекуперативного торможения и каковы его преимущества?

4) Как осуществляется переход в режим электромагнитного торможения?

5) В чем энергетическая суть режима электромагнитного торможения и каковы его преимущества?

3. Исследование механических характеристик

машины постоянного тока независимого возбуждения в режиме динамического (реостатного) торможения

Ц е л ь  р а б о т ы: исследовать работу двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в режиме динамического торможения, построить соответствующие механические характеристики.

3.1. Краткие теоретические сведения

Для осуществления режима динамического торможения МПТ необходимо ее обмотку возбуждения подключить к источнику постоянного тока, а обмотку якоря подключить к нагрузочным сопротивлениям R_н для работы на реостатной характеристике или замкнуть накоротко – на естественной.

Работа МПТ в данном режиме соответствует работе в генераторном режиме, но при этом электрическая цепь, подключенная к обмотке якоря не имеет источников, т.е. U_a = 0.

Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для цепи якоря машины постоянного тока в установившемся режиме динамического торможения имеет вид:

0 = E_а + R_аI_а = kФ + (r_а + R_р)I_а . (3.1)

Режим динамического торможения характеризуется тем, что механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая впоследствии преобразуется в цепи якоря в тепловую энергию реостатами или самой обмоткой якоря, если она замкнута накоротко.

Преобразуя выражение (3.1), получим выражение для определения угловой скорости, которое будет отличаться от (2.4) и иметь вид:

, (3.2)

из которого видно, что механические характеристики МПТ, в режиме динамического торможения выходят из начала координат (рис. 3.1).

Такой способ торможения МПТ применим практически в любых устройствах.

Преимущества данного способа: малая стоимость тормозных реостатов по сравнению с устройствами необходимыми для других способов торможения, возможность торможения при малых скоростях движения (практически до остановки).

Недостатки данного способа: с уменьшением скорости до нуля момент также уменьшается до нуля, электрическая энергия не возвращается обратно в сеть.

3.2. Последовательность операций при проведении исследования

1) Привести ручки (рычажки) аппаратов испытательного стенда в исходное положение в соответствии с табл.1.1. Собрать схему, показанную на рис. 3.2. Предъявить схему для проверки преподавателю.

При снятии механических характеристик: ток якоря I_a испытуемой МПТ не должен превышать номинального значения, равного ±1 А.

2) автоматы на модулях «Модуль питания стенда» и «Модуль питания» включить, на модуле «Преобразователь частоты» переключатель SA1 переключить в верхнее положение, SA2 – в положение «Вперед»;

3) для снятия механической характеристики в режиме динамического торможения, регулируя скорость вращения ротора МПТ с помощью асинхронной машины (на модуле «Преобразователь частоты» вращать движок потенциометра RP1), записать показания тока якоря I_a и частоты вращения n в таблицу 3.1 (рекомендуется зафиксировать не менее трёх точек на характеристике);

4) снять реостатные механические характеристики, повторив предыдущий пункт при введенном добавочном сопротивлении в цепь якоря МПТ (значение величины сопротивления задается преподавателем на модуле «Модуль добавочных сопротивлений»);

5) по завершении снятия показаний:

- на модуле «Преобразователь частоты» движок потенциометра RP1 выкрутить против часовой стрелки до упора, уменьшив частоту вращения ротора испытуемой МПТ до нуля;

- на модуле «Преобразователь частоты» переключатель SA1 «Разрешение» перевести в нижнее положение;

- привести переключатели на стенде в исходное положение см. п.3.

Рис. 3.2. Схема испытания двигателя постоянного тока

с независимым возбуждением в режиме динамического торможения

Т а б л и ц а  3.1

Результаты измерения и расчета механических характеристик МПТ

RP, Ом	n, об/мин	Ia, A	M, Н·м