Лабораторные / ОЭ лаба №3

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт химии и энергетики

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

«Основы электромеханики»

Отчет по лабораторной работе №3

«Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения»

Группа: ЭЭТб-1901а

Студент: Назаров М.О.

Преподаватель: Бычков А.В.

Тольятти 2021

Цель работы – изучение устройства генератора постоянного тока независимого возбуждения и приобретение навыков экспериментального исследования его основных характеристик.

Программа работы:

1. Изучить разделы курса, в которых рассматривается устройство и принцип действия генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

2. Выполнить контрольное задание.

3. Экспериментально снять заданные характеристики генератора.

4. Оформить протокол отчёта и ответить на контрольные вопросы.

Описание лабораторной установки

Электрическая схема лабораторной установки рисунок 1 содержит асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором М1, механически соединённый с валом якоря испытуемого генератора G. Асинхронный двигатель М1 питается от сети трехфазного тока промышленной частоты через воздушный автоматический выключатель QF1.

Обмотка возбуждения испытуемого генератора LG получает питание от управляемого выпрямителя UD1. Величина тока возбуждения испытуемого генератора изменяется с помощью потенциометра RP (регулятора), встроенного в схему управляемого выпрямителя.

Изменение величины тока якоря испытуемого генератора производится с помощью изменения величин сопротивлений реостатов (может быть один резистор, если он подходит по параметрам).

Рисунок 1 – Электрическая схема лабораторной установки

Контрольное задание

1.Уравнение электрического равновесия по напряжению для якорной цепи генератора определяется формулой 1:

(1)

Значение ЭДС найдем по формуле 2:

(2)

Где p – число пар полюсов, N – число пазовых проводников якоря обмотки якоря, n – частота вращения якоря , - основной магнитный поток, a – число пар параллельных ветвей обмотки якоря.

Значение электромагнитного момента найдем по формуле 3:

(3)

Где I_a - ток якоря

2 . МПТ последовательного возбуждения:

Рисунок 2 – Характеристики МПТ последовательного возбуждения

1 – Характеристика холостого хода, 2 – Нагрузочная характеристика

3 – Внешняя характеристика.

МПТ параллельного возбуждения:

Рисунок 3 – Характеристики МПТ параллельного возбуждения

1 – Характеристика холостого хода, 2 – Нагрузочная характеристика,

3 – Внешняя характеристика, 4 – Регулировочная характеристика

МПТ смешанного возбуждения:

Рисунок 4 – Характеристики МПТ смешанного возбуждения

1 – Характеристика холостого хода, 2 – Нагрузочная характеристика,

Рисунок 5 – Характеристики МПТ смешанного возбуждения

А) – Внешняя характеристика, Б) – Регулировочная характеристика

1 – Встречное включение, 2 – Согласное включение

Основная часть

Собрав электрическую схему (рисунок 1) и установив регулятор RР в нулевое положение поворачивая его против часовой стрелки до упора, снимем восходящую и нисходящую ветвь холостого хода. Для этого необходимо изменять с помощью регулятора ток возбуждения от до , а затем от до . Ток возбуждения следует изменять монотонно (в одном направлении). Значение I_G должно быть равно 0. Полученные данные занести в таблицу 1 и 2.

Таблица 1 – Восходящая ветвь характеристики холостого хода

, В	55	86,8	106	117,8	125	131,6
, мА	45	90	135	180	225	270

Таблица 2 – Нисходящая ветвь характеристики холостого хода

, В	131	125,3	119	109	900	57,3
, мА	270	225	180	135	90	45

Построим графики зависимости

Рисунок 2 – характеристики холостого хода генератора

Снимем внешнюю характеристику генератора . Для этого увеличиваем ток нагрузки с помощью резисторов до и установим напряжение генератора . Затем монотонно уменьшаем от до , поддерживая с помощью регулятора . Полученные данные при уменьшении занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Внешняя характеристика генератора.

	1,3	1,1	0,9	0,7	0,5	0,3
, В	100	102,6	105,2	107,6	110	112

Построим графики зависимости

Рисунок 3 – Внешняя характеристика генератора.

Снимем регулировочную характеристику генератора . Для этого установим и В. Уменьшаем монотонно с помощью резисторов ток до нуля, поддерживаем номинальное напряжение генератора В с помощью регулятора , уменьшая . Соответствующие значения и занести в таблицу 4.

Таблица 4 – Регулировочная характеристика генератора

, мА	172	160	150	140	130	120
	1,3	1,1	0,9	0,7	0,5	0,3

Построим графики зависимости

Рисунок 4 – Регулировочная характеристика генератора

Вывод: 1. Полученные результаты вполне согласовываются с теоретическими моделями работы генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

2. Восходящая ветвь характеристики х. х. расположена ниже нисходящей ветви, тот же эффект наблюдается при снятии регулировочной характеристики. Это объясняется явлением гистерезиса, возникающего в процессе намагничивания-размагничивания.

3. Степень наклона внешней характеристики к оси абсцисс - жесткость характеристики - оценивается изменением напряжения генератора при номинальной нагрузке, называемым номинальным изменением напряжения генератора.

4. Определение КПД трехфазного двухобмоточного трансформатора по методу холостого хода и работы под нагрузкой.

10