m315

4.4.5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

Исследование СРД проводят при номинальных значениях частоты и напряжения. Для получения рабочих характеристик n, M2, I1, P1,cosϕ1,η = f (P2), проводят пуск двигателя на холостом ходу, как было указано ранее. Затем повышают напряжение до номинального значения и записывают показания измерительных приборов в первую строку табл. 4.4.2. Эта запись соответствует режиму холостого хода.

До нагружения двигателя необходимо еще раз убедиться, что сопротивление RF в цепи возбуждения балансирной машины ВМ установлено наибольшим (рукоятка в крайнем левом положении). Затем переключатель SA2 перевести в положение «Нагрузка». После выполнения этих операций записывают показания приборов во вторую строку табл. 4.4.2. Эта запись соответствует минимальной нагрузке.

Плавно уменьшая сопротивление RF, записывают показание приборов через каждые 0,4÷0,5 Н·м до тех пор, пока СРД не выпадет из синхронизма. Выпадение из синхронизма сопровождается колебаниями стрелок всех измерительных приборов. Необходимо при нагружении СРД поддерживать напряжение на обмотке статора U1 = U1Н . В табл. 4.4.2 должны быть четко зафиксированы моменты выхода из синхронизма М2вых и входа в синхронизм М2вх . Значение момента нагрузки при входе в синхронизм определяется по прибору М2 при медленном сбросе нагрузки и прекращении колебаний стрелок приборов.

112

По результатам исследований и расчетов строят рабочие характеристики.

4.4.6. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

При анализе полученных результатов дать в отчете следующие пояснения:

•поведения каждой из характеристик I0, P0,cosϕ0 = f (U10 );

• поведения каждой из характеристик n, M2, I1, P1,cosϕ1,η = f (P2);

•при каком моменте СРД выпадает из синхронизма;

•при каком моменте СРД втягивается в синхронизм;

•почему в синхронном режиме работы СРД электромагнитный момент возрастает линейно.

4.4.7.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

4.4.7.1.Основные элементы конструкции СРД и их назначение.

4.4.7.2.Назначение, принцип действия СРД.

4.4.7.3.В чем отличие конструкций роторов простого и усовершенствованного СРД?

4.4.7.4.Для чего на роторе СРД выполняют обмотку типа «беличья

клетка»?

4.4.7.5.Поясните, как осуществляется пуск СРД?

113

4.4.7.6.Какие зависимости называют характеристиками холостого хода СРД, при соблюдении каких условий получают?

4.4.7.7.Поясните порядок действий при проведении опыта холо-

стого хода.

4.4.7.8.Какие зависимости называют рабочими характеристиками СРД, при соблюдении каких условий получают?

4.4.7.9.Поясните порядок действий при получении рабочих харак-

теристик.

4.4.7.10.Для чего ротор СРД выполняется с магнитной несиммет-

рией?

4.4.8.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

4.4.8.1.Поясните преимущества и недостатки СРД в сравнении с синхронными двигателями с электромагнитным возбуждением.

4.4.8.2.Поясните преимущества и недостатки СРД в сравнении с асинхронным двигателем.

4.4.8.3.Изобразите и поясните зависимость I0 = f (U10), запишите

условия, при которых она получена.

4.4.8.4. Изобразите и поясните зависимость P0 = f (U10), запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.5. Изобразите и поясните зависимость cosϕ0 = f (U10 ) , запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.6. Изобразите и поясните зависимость I1 = f (P2 ) , запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.7.Запишите формулу для расчета полезной мощности на валу СРД по результатам опыта и дайте необходимые пояснения.

4.4.8.8.Изобразите и поясните зависимость n = f (P2) , запишите

условия, при которых она получена.

4.4.8.9. Изобразите и поясните зависимость M2 = f (P2), запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.10. Изобразите и поясните зависимость cosϕ1 = f (P2 ) , запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.11. Запишите формулу для расчета коэффициента мощности СРД по результатам опыта и дайте необходимые пояснения.

4.4.8.11. Изобразите и поясните зависимость η = f (P2) , запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.12.Запишите формулу для расчета КПД по результатам опыта

идайте необходимые пояснения.

114

4.4.8.13. Изобразите и поясните зависимость P1 = f (P2), запишите условия, при которых она получена.

4.4.8.14.Поясните, по каким признакам определяют, что СРД выпадает из синхронизма.

4.4.8.15.Объясните причину колебаний стрелок измерительных приборов в статорной цепи СРД, работающего под нагрузкой, после выпадения его из синхронизма.

4.4.8.16.Почему вращается ротор СРД после выпадения его из син-

хронизма?

4.4.8.17.С какой частотой вращается ротор СРД после выпадения из синхронизма?

4.4.8.18.Поясните, по каким признакам определяют, что СРД втягивается в синхронизм.

4.4.8.19.Как определяются моменты нагрузки при выходе из синхронизма и входе в синхронизм?

4.4.8.20.Почему момент нагрузки при входе в синхронизм у СРД меньше, чем момент нагрузки при выходе из него?

115

5.МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

5.1.ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

5.1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить конструкцию и принцип действия генератора постоянного тока. Приобрести практические навыки получения характеристик генератора независимого возбуждения; экспериментально подтвердить сведения о генераторе постоянного тока.

5.1.2.ПРОГРАММА РАБОТЫ

5.1.2.1.Ознакомиться с лабораторной установкой.

5.1.2.2.Получить характеристики: холостого хода, нагрузочную, внешнюю, регулировочную, короткого замыкания.

5.1.2.3.Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы.

5.1.3.ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторная работа дает возможность качественно и количественно оценить эксплуатационные свойства генератора постоянного тока независимого возбуждения.

Электрическая схема для исследования генератора изображена на рис. 5.1.1. Якорь генератора G приводится во вращение асинхронным двигателем М. Обмотку возбуждения F генератора подключают к источнику постоянного тока переключателями SA1 и SA2. Кроме того, переключатель SA1 служит для изменения полярности напряжения на обмотке возбуждения F. Регулирование тока возбуждения осуществляется резистором R1. Переключатель SA3 служит для выбора режима работы генератора: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание. Резистор R2 является регулируемой нагрузкой генератора G при переключении SA3 в поз.2. Для защиты генератора от аварийных коротких замыканий в цепи якоря установлен автоматический выключатель Q.

116

5.1.4. ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА

Зависимость ЭДС генератора Е от тока возбуждения Iв при отсутствии тока якоря ( Ia = 0) и неизменной частоте вращения (n = const ) называют характеристикой холостого хода Е = f (Iв ).

Характеристика холостого хода (ХХХ) снимается при разомкнутой цепи якоря (переключатель SA3 в поз. 1). Запускают приводной двигатель М. Резистором R1 изменяют ток возбуждения и устанавливают ЭДС генератора Е = (1,2 ÷1,3)Uн . Это первая точка характеристики холостого хода. Плавно уменьшая ток возбуждения до нуля, записывают в табл. 5.1.1 5÷6 значений Е и Iв . Затем изменяют направление тока в обмотке возбуждения (переключатель SA1 в поз. 2). Увеличивают ток возбуждения до тех пор, пока ЭДС генератора другой полярности снова

Затем опыт повторяют в обратном направлении, т.е. уменьшают ток Iв до нуля (5÷6 значений), меняют направление тока в обмотке возбуждения, увеличивают его до значения, при котором Е = (1,2 ÷1,3)Uн

(5÷6 точек) и получают «восходящую» ветвь ХХХ.

Расчетную ХХХ проводят как среднюю линию между «нисходящей» и «восходящей» ветвями. Расчетная ХХХ проходит через начало координат. По результатам опыта определяют процентное значение остаточной ЭДС

По расчетной ХХХ определяют коэффициент насыщения магнитной цепи генератора Кн для номинального значения ЭДС

118

где Ra – сопротивление цепи якоря.

5.1.5. НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Зависимость напряжения U на зажимах якоря генератора от тока возбуждения Iв при неизменной величине тока якоря (тока нагрузки) ( Ia = const ) и неизменной частоте вращения (n = const ) называют нагрузочной характеристикой U = f (Iв ).

Характеристику рекомендуется снимать для номинального тока якоря Iaн . При опытном определении нагрузочной характеристики обмотку якоря подключают к нагрузочному резистору R2 (переключатель SA3 в поз. 2).

Предлагается следующий порядок определения нагрузочной характеристики. При холостом ходе генератора, регулируя ток возбуждения Iв , устанавливают Е = (1,2 ÷1,3)Uн . Затем замыкают цепь нагрузки (переключатель SA3 в поз. 2) и с помощью нагрузочного резистора R2 устанавливают номинальное значение тока в цепи якоря Iaн . Это будет первая точка нагрузочной характеристики. Затем немного уменьшают ток возбуждения. При этом ток якоря и напряжение так же уменьшатся. Чтобы выполнить условие Ia = Iaн резистором R2 устанавливают номинальный ток якоря. Уменьшение тока возбуждения Iв при сохранении условия Ia = Iaн повторяют до шести раз, вплоть до состояния, когда U = 0 . Результаты исследований записывают в табл. 5.1.2.

Расчетную ХХХ и нагрузочную характеристику строят в одних осях координат.

119

5.1.6. ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Зависимость напряжения U на зажимах якоря генератора от тока нагрузки (тока обмотки якоря) Ia при неизменной величине тока возбуждения ( Iв = const ) и неизменной частоте вращения (n = const ) называют внешней характеристикой U = f (Ia ).

Внешняя характеристика снимается при замкнутом переключателе SA3 в поз. 2. Для получения первой точки внешней характеристики изменяют ток возбуждения Iв и сопротивление резистора R2 таким образом, чтобы на зажимах якоря установилось напряжение U = Uн , при токе якоря Ia = Iaн . Для получения других точек внешней характеристики плавно уменьшают ток якоря Ia , увеличивая сопротивление резистора R2 до состояния, когда генератор окажется в режиме холостого хода (U = U0 ). При этом необходимо, чтобы ток возбуждения Iв оставался неизменным. Результаты исследований записывают в табл.5.1.3.

неизменном напряжении (U = const ) на зажимах нагрузки и неизменной частоте вращения якоря генератора (n = const ) называют регулировочной характеристикой Iв = f (Ia ) .

Регулировочную характеристику определяют с точки, соответствующей холостому ходу генератора (переключатель SA3 в поз.1). При этом устанавливают ток возбуждения Iв такой величины, чтобы E = Uн . Затем включают нагрузку (переключатель SA3 в поз.2) при

120