Предупреждение: если ток возбуждения отсутствует - дальнейшие действия прекратить и обратиться к преподавателю.

5. Установить пусковой реостат R start на максимальное сопротивление. Выполнение этих двух условий (I_В = I_Вmax и R start = max) позволяет осуществить запуск ДПТ с наименьшим пусковым током.

6. Произвести запуск ДПТ (предварительно включив тумблер SА4) нажатием кнопки SB3 на сменной панели и плавно вывести полностью сопротивление пускового реостата Rstart. ДПТ работает на холостом ходу. Индикатор V3 (-30+3В) на сменной панели показывает скорость вращения вала ДПТ. Цена деления индикатора: 1В соответствует 1000 об/мин. Записать значение U_Я1.

7. Снять естественную скоростную n = f(I_Я) и механическую n = f(M) характеристики ДПТ. Для создания нагрузки на валу ДПТ надо включить тумблер SА3. Задать значения I_Я, контролируя ток якоря ДПТ по амперметру А1.

Предупреждение: работа ДПТ под нагрузкой должна быть строго ограничена по времени во избежание перегрева Rload.

Данные измерения I_Я, М и n занести в табл. 16:

Таблица 16

IЯ, А
М, Нм
n , об/мин

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

8. Вернуть ДПТ в режим холостого хода, перемещая движок реостата R load в исходное положение и выключив SА3.

9. Исследовать работу ДПТ при регулировании скорости вниз от основной при введении дополнительного сопротивления (Rstart) в цепь якоря.

Включите переключатель SА3 и с помощью движка реостата R load установите I_я = 1А. Установите с помощью Rstart значение скорости вращения вала n = 0,8 от n холостого хода.

44

Лабораторная работа №9

Снять реостатную скоростную и механическую характеристики для различных значений I_Я.

Данные измерений I_Я, М и n занести в табл. 17:

Таблица 17

IЯ , А
М, Нм
n , об/мин

10. Аналогично снять вторые реостатные скоростные и механические характеристики, изменив Rstart до значения скорости n = 0,6 от n холостого хода.

Снять реостатную скоростную и механическую характеристики для различных значений I_Я.

Данные измерений I_Я, М и n занести в табл. 18:

Таблица 18

IЯ , А
М, Нм
n, об/мин

11. Вернуть ДПТ в режим холостого хода, установив движок реостата R load в исходное положение и выключив SА3, а также полностью выведя реостат Rstart.

12. Исследовать работу ДПТ при регулировании скорости вверх от основной для двух значений тока возбуждения I_В: I_В1 и I_В2 . I_вmax > I_В1 > I_В2.

Для этого, при работающем ДПТ на холостом ходу, ввести резистор Rh, расположенный на сменной панели, наполовину, тем самым уменьшив ток возбуждения до I_В1.

Для создания нагрузки на валу ДПТ надо включить тумблер SА3 и плавно перемещая движок реостата R load, задать ряд значений I_Я, контролируя ток якоря ДПТ по амперметру А1.

Снять реостатную скоростную и механическую характеристики для различных значений I_Я.

Данные измерений I_Я, М и n занести в табл. 19:

45

Лабораторная работа №9

Таблица 19

IЯ, А
М, Нм
n, об/мин

13. Аналогично снять вторые скоростную и механическую характеристики при уменьшенном токе возбуждения до I_В2. Для этого, при работающем ДПТ на холостом ходу полностью ввести резистор Rh, расположенный на сменной панели, тем самым уменьшив ток возбуждения до I_В2.

Для создания нагрузки на валу ДПТ надо включить тумблер SА3 и задать значения I_Я, контролируя ток якоря ДПТ по амперметру А1.

Снять реостатную скоростную и механическую характеристики для различных значений I_Я.

Данные измерений I_Я, М и n занести в табл. 20:

Таблица 20

IЯ, А
М, Нм
n, об/мин

УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ.

1.Мощность на валу двигателя

.

2.Потребляемая двигателем электрическая мощность

.

3.Коэффициент полезного действия

.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Пользуясь данными таблиц и расчетными данными, построить зависимости:

46

Лабораторная работа №9

n = f (Iя); n = f (M).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Объясните принцип действия ДПТ.

2.Для какой цели используется пусковой резистор в цепи якоря ДПТ?

3.Какие существуют способы регулирования скорости ДПТ?

4.Как влияет величина сопротивления, вводимого в цепь якоря, на величину скорости вращения якоря?

5.Как влияет величина сопротивления, вводимого в цепь обмотки возбуждения, на величину скорости вращения якоря?

6.Как влияет величина тока возбуждения на ток якоря при различных нагрузках на валу ДПТ?

Лабораторная работа №10

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Ознакомиться со способами улучшения коэффициента мощности (cos ).

2. Исследовать влияние различных видов нагрузок на коэффициент мощности электрической установки.

3. Научиться проводить экспериментальные исследования.

4. Проанализировать и обобщить результаты эксперимента.

47

Лабораторная работа №10

ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда для исследования путей повышения коэффициента мощности представлена на рис. 14.

Работа стенда осуществляется следующим образом. С целью подготовки схемы к работе необходимо вытянуть полностью штырь однополюсного многопозиционного переключателя на конденсаторной батареи С. 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 асинхронный двигатель ЭМА, имитирующий электроустановку, в работу, необходимо нажать кнопку “ПУСК” SB1 на сменном блоке управления. В результате подключения цепи статорной обмотки к трехфазной цепи переменного тока асинхронный двигатель запускается.

Работу электроустановки контролируют три электроизмерительных прибора: амперметр А1, вольтметр V1 и ваттметр W. Амперметр А1 показывает линейный ток статорной обмотки. Вольтметр V1 показывает линейное напряжение, подаваемое на статор АД. Ваттметр W показывает значение активной мощности одной фазы статорной обмотки, потребляемой АД.

С целью исследования электроустановки под нагрузкой необходимо возбудить (подать напряжение на обмотку возбуждения SH G) нагрузочный генератор постоянного тока.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:

перед возбуждением генератора необходимо предварительно включить тумблер SA4 и ввести максимальное значение сопротивления нагрузочного резистора Rload в цепи обмотки возбуждения 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 постоянного тока mА2 с пределом измерения = 0 - 300mA и регулируется реостатом Rh. В результате возбуждения на зажимах вращающегося якоря генератора G появится напряжение U_Г, которое контролируется вольтметром постоянного тока V2.

48

Лабораторная работа №10

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

В данной лабораторной работе используется батарея конденсаторов, имеющая настольное конструктивное исполнение, которая может изменять скачкообразно свою емкость посредством перемещения штыря однополюсного многопозиционного переключателя.

БУДЬТЕ ВНИМАТЕЛЬНЫ !

НЕИЗОЛИРОВАННАЯ ЧАСТЬ ШТЫРЕЙ НАХОДИТСЯ

ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

С целью включения и изменения емкостной нагрузки при исследовании режимов полной компенсации и перекомпенсации установки необходимо вставить и передвигать штырь многопозиционного переключателя на конденсаторной батарее С.

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. 14. 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(3220 В), SА2(220 В) на блоке питания.

4. Исследовать режимы работы электроустановки с активно-индуктивной нагрузкой. Эта нагрузка представлена на лабораторном стенде асинхронным двигателем.

5. Предупреждение: перед выполнением этого пункта необходимо вытянуть полностью три штыря многопозиционных переключателей емкости С1-С3 с целью отключения компенсирующих конденсаторов.

Исследование проводится в следующем порядке:

6. Осуществить пуск асинхронного двигателя (нажатием кнопки SB1 на сменной панели лабораторного стола).

7. Снять показания приборов при работе АД в холостом режиме I_Г = 0 и при трех различных нагрузках по указанию преподавателя.

8. Различная механическая нагрузка на валу АД создается с помощью генератора постоянного тока, соединенного муфтой с валом АД. Регулируя мощность, вырабатываемую генератором, можно изменять тормозной момент, прикладываемый к валу АД.

49

Лабораторная работа №10

50

Лабораторная работа №10

Регулирование мощности генератора производится (при включенном тумблере SА6 на блоке питания и включенном тумблере SА4 на сменной панели) путем изменения сопротивления нагрузочного реостата Rload (расположенного на сменной панели), включенного в цепь якоря генератора. Результаты опытов свести в табл. 21.

Таблица 21

Режимы	Данные измерений					Расчетные данные
	Двигатель			Генератор
	UЛ, B	IЛ, A	Р, Bт	UГ, B	IГ, A	Р2, Bт	S, BА	Cos
Холос-той ход
Нагрузка 1.
Нагрузка 2.
Нагрузка 3.

9. Исследовать работу электроустановки в режиме полной компенсации (или близкой к этому режиму).

Для этого

• путем введения штыря многопозиционного переключателя в блоке конденсаторов С установить значение фазной емкости С_ф = 16 мкФ ;

• осуществить пуск асинхронного двигателя (нажатием кнопки SB1 на сменной панели лабораторного стола);

• снять показания приборов при работе АД в холостом режиме I_Г = 0 и при трех различных нагрузках по указанию преподавателя. Линейный ток в емкости контролировать по амперметру переменного тока А4.

Результаты опытов свести в табл. 22.

10. Исследовать работу электроустановки в режиме перекомпенсации.

Для чего:

• путем введения штырей многопозиционных переключателей в блоке конденсаторов С установить значение фазной емкости С_ф = 32 мкФ

• осуществить пуск асинхронного двигателя (нажатием кнопки SB1 на сменной панели лабораторного стола).

51

Лабораторная работа №10

Таблица 22

Режимы	Данные измерений					Расчетные данные
	Двигатель			Генератор
	UЛ, (B)	IЛ, (A)	Р, (Bт)	UГ, (B)	IГ, (A)	Р2, (Bт)	S, (BА)	Cos
Холос-той ход
Нагрузка 1
Нагрузка 2
Нагрузка 3
	Линейный ток в емкости IC =					С =

• снять показания приборов при работе АД в холостом режиме I_Г = 0 и при трех различных нагрузках по указанию преподавателя. Линейный ток в емкости контролировать по амперметру переменного тока А4.

Результаты опытов свести в табл. 23.

12. Выключить АД, нажав на кнопку SB3 на панели управления.

13. Выключить блок питания (кнопка SF2).

Таблица №23

Режимы	Данные измерений					Расчетные данные
	Двигатель			Генератор
	UЛ, B	IЛ, A	Р, Bт	UГ, B	IГ, A	Р2, Bт	S, BА	Cos
Холос-той ход
Нагрузка 1
Нагрузка 2
Нагрузка 3
	Линейный ток в емкости IC=					С =

52

Лабораторная работа №10

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

1. Р - общая подводимая к двигателю активная мощность

.

2. S - полная мощность электродвигателя

.

3. Cos - коэффициент мощности двигателя

.

4. Для нагрузки Р_D = Р_Dмак по данным трех опытов построить треугольники мощностей.

Сравнивая два последних треугольника, определить графически реактивную мощность конденсаторной батареи и сравнить ее с той же мощностью, полученной по формуле

.