MPT_UP4_end_ZEI

4. Экспериментальное исследование

Ознакомитьсяслабораторнойустановкой. Установкасостоитиздвухмашин: приводного двигателяпостоянноготокаигенераторапостоянноготока, валыкоторыхсоединеныспомощьюмуфты. Записатьпаспортныеданныегенератораидвигателя(см. разд. 4.1, с. 24).

Передняя (приборная) панель стенда “Генератор постоянного тока” приведена на фотографии, представленной на рис. В1 (с. 8).

Последовательность запуска двигателя (рис. 1.20):

1)выставить рукоятку пускового реостата RRп.д в положение “Пуск”;

2)включить автомат QF1, подающий постоянное напряжение 110 В;

3)плавно выставить рукоятку пускового реостата RRп.д в положение “Работа”;

4)реостатом RRв.д в цепи возбуждения двигателя установить номинальную частоту вращения, которая контролируется по тахометру.

4.1. Генератор с параллельным возбуждением

4.1.1. Опыт холостого хода

Опыт холостого хода проводится в соответствии со схемой рис. 1.21 (обмотку

последовательного возбуждения LG2 и сопротивление нагрузки RRнг необходимо из схемы исключить). Содержание опыта: запустить приводной двигатель

и снять характеристику холостого хода Uх = f(Iв) при n = nN . Скорость поддерживается номинальной реостатом RRв.д (рис. 1.20), а ток возбуждения генератора устанавливается реостатом RRв.г.

Последовательность опыта: 1) реостатом RRв.г установить напряжение, вырабатываемое генератором при холостом ходе Uх = 140 В, 2) плавно увеличивая сопротивление RRв.г, записать значения тока возбуждения генератора Iв (амперметр РА4) и напряжения Uх (вольтметр PV2) в табл. 1.1 (выполнить 5-6 измерений). 3) измерить

остаточную эдс от потока остаточного магнетизма при Iв = 0 А. Величина этой эдс лежитвпределах5…15 % отноминальногонапряжениягенератора.

Если в начале опыта генератор не возбуждается, необходимо изменить направление тока, протекающего в обмотке параллельного возбуждения LG1 генератора. Для этого следует поменять местами штекеры двух проводников, подключающих обмотку возбуждения к гнездам A1 и A2.

Характеристикахолостогоходагенераторапозволяетсудитьомагнитныхсвойствахмашины. Таблица 1.1

Рис. 1.21. Схема лабораторной установки для исследования ГПТ параллельного и смешанного возбуждения

82

регулировочную характеристику Iв = f(Iнг) при U = UN, n = nN. Скорость поддерживается номинальной реостатом RRв.д (рис. 1.20), а ток нагрузки Iнг устанавливается реостатом RRнг.

Последовательность опыта: 1) реостатом RRв.д установить частоту вращения

двигателя n = nN ; 2) при холостом ходе генератора, изменяя RRв.г, установить напряжение U = 115 В. 3) поддерживая U = const и n = const уменьшать ступенями сопротивление нагрузки RRнг, записать значения тока Iнг (амперметр РА3) и тока Iв (амперметр PА4) в табл. 1.3 (выполнить 5-6 измерений).

4.3. Генератор с независимым возбуждением

4.3.1. Внешняя характеристика

Опыт проводится в соответствии со схемой рис. 1.22. Содержание опыта: запустить приводной двигатель и снять внешнюю характеристику U = f(Iнг) при Rв = const, n = nN . Скорость поддерживается номинальной реостатом RRв.д (рис. 1.20), а ток нагрузки Iнг устанавливается реостатом RRнг.

Последовательность опыта: 1) реостатом RRв.д установить частоту вращения двигателя n = nN ; 2) при холостом ходе генератора, изменяя RRв.г, установить напряжение Uх = 130 В. 3) поддерживая n = const уменьшать ступенями сопро-

тивление нагрузки RRнг, записать значения тока Iнг (амперметр РА3) и напряжения U (вольтметр PV2) в табл. 1.2 (выполнить 5-6 измерений).

85

Рис. 1.22. Схема лабораторной установки для исследования ГПТ независимого возбуждения

86

5. Содержание отчета

Отчет должен содержать программу работы, паспортные данные исследуемого генератора и приводного двигателя, схемы испытаний, таблицы с результатами измерений, а также и графическое представление снятых характеристик генератора (таблицы 1.1, 1.2 и 1.3).

Все внешние характеристики, снятые при параллельном, смешанном и независимом возбуждении генератора (табл. 1.2) изображаются на одном графике в

осях координат U и Iнг. Обе регулировочные характеристики, снятые при параллельном и смешанном возбуждении (табл. 1.3) изображаются на одном графике в осях координат Iв и Iнг.

6. Контрольные вопросы

1.Объяснить назначение, устройство и принцип действия генератора постоянного тока.

2.Что такое реакция якоря?

3.Как зависит характер реакции якоря от положения щеток относительно геометрической нейтрали?

4.Что такое геометрическая и физическая нейтрали генератора?

5.Перечислитьусловиясамовозбуждениягенераторапараллельноговозбуждения.

6.Объяснить процесс самовозбуждения генератора параллельного возбуждения.

7.Что такое согласное включение обмоток возбуждения.

8.Объяснить форму характеристики холостого хода генератора.

9.Объяснить вид внешних характеристик генератора при различных способах возбуждения.

10.Объяснить вид регулировочных характеристик при различных способах возбуждения.

11.Объяснить назначение дополнительных полюсов.

87

Приложение

П1. Коммутация в генераторе постоянного тока

Как отмечалось в разд. 3.4 в процессе вращения якоря секции обмотки якоря переходят из одной параллельной ветви в другую. В этих секциях изменяется направление эдс и тока на противоположное, так как секции переходят из-под главного полюса одной полярности под главный полюс другой полярности. Переходящие секции в период перехода замыкаются щетками накоротко.

Процесс перехода (переключения) секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую и явления ему сопутствующие называется коммутацией (тер-

мин 57, с. 13). Переходящая секция называется коммутируемой секцией. Процесс переключения секций сопровождается искрением под щетками, что влияет на надежность работы генератора.

П1.1. Период коммутации

При коммутации ток в секции изменяет свое направление от +ia до –ia, где ia – ток в параллельной ветви обмотки якоря. Время в течение которого ток изменяет свое направление и соответственно секция переходит из одной параллельной ветви в другую называется периодом коммутации Tк (термин 63, с. 14;

рис. П1.1а).

Так как в период коммутации коммутируемая секция замкнута накоротко щеткой, то этот период можно определить как время перемещения коллектора на

здесь Dк – диаметр коллектора, bк – ширина коллекторной пластины, K – число коллекторных пластин.

где βк = bщ/bк – коэффициент щеточного перекрытия (для машин общепро-

мышленного исполнения βк = 2…4, а при сложных петлевых обмотках βк достигает 7).

88

Рис. П1.1. Изменение тока в секции обмотки якоря: а– в процессе вращения якоря; б– за период коммутации

(без учета эдс в коммутируемой секции)

При К = 100, n = 1500 об/мин = 25 об/с и βк = 2,5 в машине с простой петлевой обмоткой якоря Tк = 0,001 с. Таким образом, частота изменения тока в комму-

тируемой секции fк = 1/Tк и соответственно частота всех комутационных процессов находится в пределах 1000…3000 Гц. Заметим, что частота изменения эдс и токавпараллельнойветвисущественноменьшеиопределяетсяпоформуле(1.4).

89