Предупреждение:

перед возбуждением генератора необходимо предварительно включить тумблер SA4 и ввести максимальное значение сопротивления нагрузочного резистора R load в цепи якоря на сменном блоке управления.

Для возбуждения генератора надо включить тумблер SА6, в результате напряжение питания постоянного тока (=0-120 В) подается на обмотку независимого возбуждения SH G. По ней начнет протекать ток возбуждения, который контролируется миллиамперметром А2 с пределом измерения = 0 - 300mA и регулируется реостатом Rh. В результате возбуждения на зажимах вращающегося якоря генератора G появится напряжение.

В замкнутой цепи будет протекать ток якоря I_Г, регулируемый резистором и контролируемый амперметром постоянного тока А3 с пределом измерения = 0 - 3A.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с конструкцией асинхронного двигателя, расположенного на электромашинном агрегате, путем внешнего осмотра и переписать его технические данные с ярлыка.

2. Собрать схему согласно рис. 11. При этом необходимо учитывать, что часть схемы уже смонтирована и обозначена тонкими линиями. В рамках выполнения лабораторной работы необходимо собрать ту часть схемы, которая выделена толстыми непрерывными линиями.

3. Включить блок питания с помощью кнопки “ПУСК”. Включить тумблеры SА1 (~3X220В), SА2 (~220В) на блоке питания.

4. Осуществить пуск асинхронного двигателя путем нажатия кнопки SB1 на сменном блоке лабораторного стола.

5. Измерить и записать максимальное значение пускового тока, используя амперметр А1.

6. Исследовать работу АД в режиме холостого хода. Зарегистрировать по показаниям приборов А1, V1, W, M и TG соответствующие значения.

7. Исследовать работу АД в режиме переменной механической нагрузки, которая создается на валу с помощью генератора постоянного тока. Регулируя мощность, вырабатываемую генератором, можно изменять тормозной момент, приведенный к валу АД. Регулирование мощности генератора производится при включенном тумблере SА6 (=0-120 В) на блоке питания изменением сопротивления нагрузочного реостата R load, включенного в цепь якоря генератора.

34

Лабораторная работа №7

Момент, развиваемый АД, фиксируем по углу поворота его корпуса. Отклонение фиксируется в миллиметрах по стрелке относительно шкалы. Переводной коэффициент для расчета вращающего момента указывается преподавателем.

8. Результаты опытов свести в табл. 12.

9. Выключить АД путем нажатия кнопки SB3 на панели управления.

10. Выключить блок питания путем нажатия кнопки SF2.

11. Собрать схему для реверса АД. Для этого отсоединить провод, идущий от фазы А к клемме 10, и провод, идущий от фазы В к клемме 11. Поменять их местами между собой и подсоединить бывший от фазы А к клемме 11, а бывший от фазы В к клемме 10.

12. Включить блок питания путем нажатия кнопки "ПУСК" на блоке питания и тумблеров SА1, SА2.

13. Нажать кнопку и по прибору V3 (-30+3В) на панели управления убедиться в изменении направления вращения АД.

Таблица 12

Данные измерений

Расчетные данные

Режимы

Двигатель

Генератор

n, об/мин

U1, B

I1, A

M, Нм

Р, Bт

U2, B

I3, A

Р1, Bт

Р2, Bт

S



Cos

Холостой ход

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Нагрузка 3

Указания по определению расчетных данных для табл. 12.

1. Р₁ - подводимая к двигателю мощность

.

2. Р₂ - мощность, развиваемая на валу двигателя

.

35

Лабораторная работа №7

3. S - скольжение двигателя;

,

где p - число пар полюсов АД;

n₁ - частота вращения поля статора;

n - частота вращения ротора;

f - частота питающей сети.

4. - коэффициент полезного действия двигателя

.

5. Cos - коэффициент мощности АД

.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. По данным опытов и расчетов построить графики следующих зависимостей:

n = f(М); S = f(М);  = f(М).

По результатам работы сделать выводы:

1. О соотношении скоростей вращения магнитного поля статора и скорости вращения ротора.

2. Как меняется скорость вращения ротора при изменении нагрузки на валу?

3. Каково соотношение пускового и номинального значений тока?

4. Каково соотношение частоты тока в статоре и роторе?

5. Проанализируйте рабочие графики АД.

36

Лабораторная работа №7

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каково устройство короткозамкнутого трехфазного асинхронного двигателя?

2. Каков принцип действия АД?

3. Что такое реверсирование АД и как его можно осуществить?

4. Что означает маркировка 220/380В в паспорте АД?

5. На какое напряжение, указанное в паспорте АД, рассчитывается статорная обмотка?

6. Какому соединению, указанному в паспорте АД, соответствует схема подключения обмоток статора: а) звездой, б) треугольником?

7. Какое значение скорости указывается в паспорте АД n или n₁ ?

8. Какая мощность, полезная или потребляемая, указывается в паспорте АД?

9. Что такое скольжение?

10. Какую роль играет статор АД?

Лабораторная работа №8

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Ознакомится с конструкцией генератора постоянного тока.

2. Исследовать способы регулирования параметров генератора.

ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда для исследования генератора постоянного тока представлена на рис. 12.

Для подготовки стенда к выполнению лабораторной работы необходимо включить на блоке питания тумблеры SА1, SА2. Тумблер SА1 обеспечивает подачу переменного трехфазного напряжения ~ 3X220 В в силовую часть АД электромашинного агрегата. Тумблер SА2 обеспечивает подачу переменного ~ 220 В в цепь управления магнитным пускателем КМ. Чтобы включить генератор ЭМА в работу, необходимо отключить тумблер SА4 и включить приводной двигатель М1. Для этого необходимо нажать кнопку “ПУСК” SB1 на сменной панели управления.

На якоре генератора можно замерить ЭДС от остаточной магнитной индукции. При включении тумблера SА6 на блоке питания напряжение 0 — 120 В постоянного тока подается на обмотку независимого возбуждения SH G . В обмотке SH G пойдет ток возбуждения, который контролируется миллиамперметром mА2(=300) и регулируется резистором Rh.

37

Лабораторная работа №8

38

Лабораторная работа №8

Генератор работает на холостом ходу.

Для включения генератора под нагрузку необходимо включить тумблер SА4.

Порядок отключения генератора:

нажать кнопку “ Стоп “ SB3 на сменной панели и после останова электромашинного агрегата отключить тумблеры SА6, SА2, SА1 на блоке питания.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с конструкцией генератора постоянного тока, расположенного на электромашинном агрегате путем внешнего осмотра и переписать его технические данные с ярлыка.

2. Собрать схему согласно рис. 12. При этом необходимо учитывать, что часть схемы уже смонтирована и обозначена на рис. 12 тонкими линиями. В рамках выполнения лабораторной работы необходимо собрать ту часть схемы, которая выделена толстыми непрерывными линиями.

3. Перед включением стенда проверить, чтобы тумблер SА4 на панели управления был выключен, а также переключатель SА6 на блоке питания находился в нейтральном положении.

4. Включить блок питания с помощью кнопки SF1 “ПУСК”. Включить тумблеры SА1 (~3X220В), SА2 (~220В) на блоке питания.

5. Включить, путем нажатия кнопки SB1 на панели управления, гонный асинхронный двигатель, приводящий во вращение исследуемый генератор постоянного тока.

6. Измерить электродвижущую силу Е_ОСТ, возбуждаемую остаточной магнитной индукцией генератора с помощью вольтметра (V2 = 450 В), включенного параллельно якорю генератора.

7. Поставить переключатель SА6 в положение = 0 - 120В. В обмотке возбуждения генератора появится ток (см. показания миллиамперметра mА2 =300 mА), а на якоре генератора G появится напряжение (см. показания вольтметра V2 = 450 В).

8. Исследовать зависимость ЭДС генератора Е_ГЕН от значения тока возбуждения I_В. Ток I_В в обмотке возбуждения (смотри показания миллиамперметра mА2 =300 mА) SH G регулировать изменением величины напряжения (= 0 - 120В), подаваемого с помощью автотрансформатора через выпрямитель, состоящий из четырех кремниевых диодов. Маховичок автотрансформатора находится на передней панели блока питания, а выпрямитель внутри блока питания. Маховичок автотрансформатора вращать только в одну сторону (при возрастании Е_ГЕН), и только в обратную (при убывании Е_ГЕН).

9. Значения тока возбуждения I_В и соответствующие ему значения ЭДС Е_ГЕН. Занести в табл. 13:

39

Лабораторная работа №8

Таблица 13

IВ, мА	0	50	100	120	140	160	180	200	210
ЕГЕН, В	
IВ, мА
ЕГЕН, В	

10. Исследовать нагрузочные свойства генератора при номинальном токе возбуждения I_В = I_{В. НОМ}, присоединив к якорю генератора нагрузочный резистор R load включением тумблера SА4. Изменяя величину сопротивления R load (передвигая движок нагрузочного реостата на панели управления), меняем ток якоря I_Я (см. показания амперметра V2 = 3 А). Снять нагрузочную характеристику генератора Uя = f (Iя). Записать значения тока Iя и соответствующие значения Uя (см. показания вольтметра = 450В) в табл. 14:

Таблица 14

IЯ, А
Uя, В

11. Установить режим холостого хода генератора. Для этого ввести полное нагрузочное сопротивление R load в цепь якоря (уменьшив ток якоря Iя до минимума) и тумблером SА4 отключить R load.

12. Установить значение тока возбуждения Iв. = 160 мА, изменяя угол поворота маховичка автотрансформатора ЛАТР на передней панели блока питания. Этому току возбуждения будет соответствовать напряжение якоря генератора U_{Г. ХХ.}

13. Снять регулировочную характеристику генератора Iя = f (I_В) при постоянном напряжении на якоре Uя = U_{Г. ХХ}. Для этого:

а) включить нагрузочное сопротивление Rload - нажатием тумблера S4 на панели управления,

б) установить несколько значений тока якоря Iя, передвигая движок реостата Rload на панели управления,

в) для каждого значения тока якоря Iя восстановить значение напряжения якоря генератора Uя до значения U_{Г. ХХ}, изменяя ток возбуждения I_В, поворачивая ручку резистора Rh на панели управления.

Результаты измерений каждой пары Iя и I_В. при Uя = U_{Г. ХХ} = const записать в табл. 15:

Таблица 15

Iя, А
IВ, mA

40

Лабораторная работа №8

УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ ТАБЛИЦ

Расчетные данные в этой работе не определяются.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. По данным пункта 9 табл. 13 построить характеристику холостого хода генератора постоянного тока Е = f ( I _В).

2. По данным пункта 10 табл. 14 построить внешнюю характеристику генератора постоянного тока U =f (Iя) при Rh = cоnst и n = cоnst.

3. По данным пункта 13 табл. 15 построить регулировочную характеристику генератора постоянного тока I_Я = f (I я) при Uя = const.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните устройство генератора постоянного тока.

2. Объясните принцип действия генератора постоянного тока.

3. В чём заключается принцип обратимости электрической машины постоянного тока?

4. Назначение коллектора в генераторах постоянного тока.

5. Как классифицируются генераторы постоянного тока по способу возбуждения?

6. От чего зависит напряжение генератора постоянного тока?

7. Какие потери мощности имеют место в машине постоянного тока?

Лабораторная работа №9

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с конструкцией двигателя постоянного тока.

2. Ознакомиться со способами пуска, реверсирования частоты вращения вала двигателя.

3. Исследовать двигатель путем снятия его скоростных и механических характеристик.

ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

На рис.13 изображена принципиальная электрическая схема данной лабораторной работы.

Работа схемы осуществляется следующим образом. При включении тумблера SА6 на блоке питания переменное напряжение поступит на выпрямительный мост и после выпрямления подается на клеммы 6 (+) и 7 (-). На обмотку возбуждения двигателя постоянного тока SH M2 будет подано напряжение, которое вызовет протекание тока возбуждения, который контролируется миллиамперметром mA2 (=300 mA) и регулируется резистором Rh.

41

Лабораторная работа №9

42

Лабораторная работа №9

Чтобы включить двигатель постоянного тока, необходимо предварительно включить тумблер SА2 на блоке питания и тумблер SА4 на сменной панели. Тумблер SА2 подает переменное напряжение ~ 220 В в цепь управления магнитным пускателем KMD, а тумблер SА4 подготавливает включение якорной цепи ДПТ. Нажатием кнопки SB1 на сменной панели подаем питание на катушку магнитного пускателя KMD. Пускатель, втянув свой якорь, замыкает два силовых контакта KMD2 и KMD3 в якорной цепи ДПТ, тем самым напряжение постоянного тока с клемм 6 и 7 подается на якорь M2 двигателя постоянного тока. Обязательно ввести полное сопротивление R_start, а после запуска вывести. ДПТ запускается.

Тахогенератор TG, конструктивно совмещенный с валом ДПТ, вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости вращения вала. Вольтметр постоянного тока V3 (-30+3В), расположенный на сменной панели, показывает величину скорости. Одновременно замыкается контакт KMD4 в цепи статорной обмотки асинхронного двигателя М1. Кроме того, замыкается блок-контакт KMD5, шунтирующий кнопку «Пуск» SB1. Кнопку «Пуск» теперь можно отпустить.

Двигатель работает на холостом ходу.

Для создания механической нагрузки на валу ДПТ используется АД в режиме динамического торможения, для этого необходимо включить тумблер SА3 (127 В) на блоке питания. Указанное напряжение будет подано через клеммы 15 и 16 на выпрямительный мост VD. После этого постоянное напряжение поступит в статорную обмотку асинхронного двигателя АД, который на рис.13 обозначен как М1. Меняя положение движка реостата R load можно изменять величину тока в статорной обмотке и тем самым тормозной момент на валу ДПТ.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с конструкцией двигателя постоянного тока, расположенного на электромашинном агрегате, путем внешнего осмотра и переписать его технические данные с ярлыка.

2. Собрать схему согласно рис. 13. При этом необходимо учитывать, что часть схемы уже смонтирована и обозначена тонкими линиями. В рамках выполнения лабораторной работы необходимо собрать ту часть схемы, которая выделена толстыми непрерывными линиями.

3. Включить блок питания, нажав кнопку SB1 «Пуск». Включить тумблеры SА2 (~220 B), SА6 на блоке питания. Убедиться в наличии тока возбуждения двигателя постоянного тока по показаниям миллиамперметра mA2.

43

Лабораторная работа №9

4. С помощью резистора Rh установить значение тока возбуждения I_В=I_Вmax (резистор Rh полностью введен).