- •И.Г. Однокопылов, с.М. Семенов электрический привод. Статика лабораторный практикум
- •Часть 1
- •Раздел 1. Методика снятия механических характеристик
- •1.1. Понятие «электропривод» и его классификация
- •. Основные сведения о механических характеристиках
- •1.3. Энергетические режимы работы электрической машины
- •1.4. Работа электропривода в статическом режиме
- •1.5. Методические указания по снятию механических характеристик электрических двигателей
- •1. Методика экспериментального определения и расчета механических характеристик электрических двигателей
- •2. Экспериментальное определение коэффициента пропорциональности между эдс вращения и угловой скоростью двигателей постоянного тока
- •1.6. Правила выполнения лабораторных работ и требования
- •1.7. Контрольные вопросы
- •Раздел 2. Описание лабораторного стенда
- •2.2. Электрическая схема соединений тепловой защиты
- •2.3. Подготовка и проведение измерений с помощью
- •Литература
- •Часть 2 Лабораторная работа №1 статиЧеские характеристики и режиМы работы электропривода с электродвигателем постоЯнного тока независимого возбуждениЯ
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры)
- •1.2.1. Назначение и описание функциональных блоков лабораторной установки (рис 1.1, рис 1.2)
- •1.2.2. Обозначение и параметры исследуемой аппаратуры (таблица 1.1)
- •1.3. Режимы работы, статические характеристики двигателей
- •1.4. Принципиальная электрическая схема стенда
- •1.5. Программа экспериментов
- •1.6. Подготовка стенда к эксперименту
- •1.6.1. Проверка работоспособности стенда по схеме первого варианта опытов (рис. 1.1)
- •1.6.2. Проверка работоспособности стенда по схеме второго варианта опытов (рис. 1.2)
- •1.7. Снятие естественной характеристики двигателя d1
- •1.8. Снятие характеристик электропривода изменением напряжения питания u1 якоря двигателя d1
- •1.9.Снятие характеристик электропривода введением добавочных сопротивлений Rд1 , Rд2 в якорную цепь двигателя d1
- •1.10. Снятие характеристик электропривода изменением магнитного потока ф обмотки возбуждения двигателя d1
- •1.11. Снятие характеристик электропривода при шунтировании якоря двигателя d1
- •1.12. Исследование режима рекуперативного торможения при работе двигателя d1 на реостатной характеристике
- •1.13. Исследование режима торможения противовключением при работе двигателя d1 на реостатной характеристике
- •1.14. Исследование режима динамического торможения двигателя d1
- •1.15. Определение коэффициента связи c1 исследуемого двигателя d1
- •1.16. Содержание отчета
- •1.17. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №2 статиЧеские характеристики и режиМы работы электропривода с электродвигателем постоЯнного тока Последовательного возбуждениЯ
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры)
- •2.2.1. Назначение и описание функциональных блоков лабораторной установки (рис. 2.1, рис. 2.2)
- •2.2.2. Обозначение и параметры исследуемой аппаратуры (таблица 2.1)
- •2.3. Режимы работы, статические характеристики двигателей
- •2.4. Принципиальная электрическая схема стенда
- •2.5. Программа экспериментов
- •2.6. Подготовка стенда к эксперименту
- •2.6.1. Проверка работоспособности стенда по схеме первого варианта опытов (рис. 2.1)
- •2.6.2. Проверка работоспособности стенда по схеме второго варианта опытов (рис. 2.2)
- •2.7.Снятие естественной характеристики двигателя d1
- •2.8. Снятие характеристик электропривода изменением напряжения питания u1 двигателя d1
- •2.9. Снятие характеристик электропривода введением добавочных сопротивлений Rд1 , Rд2 в якорную цепь двигателя d1
- •2.10. Снятие характеристик электропривода изменением магнитного потока ф обмотки возбуждения двигателя d1
- •2.11. Снятие характеристик электропривода при шунтировании якоря двигателя d1
- •2.12. Исследование режима торможения противовключением при работе двигателя d1 на реостатной характеристике
- •2.13. Исследование режима динамического торможения двигателя d1
- •2.14. Содержание отчета
- •2.15. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №3 статиЧеские характеристики и режиМы работы асинхронного электрОдвигателя с фазным ротором
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры)
- •3.2.1. Назначение и описание функциональных блоков лабораторной установки (рис. 3.1, рис. 3.2)
- •3.2.2. Обозначение и параметры исследуемой аппаратуры (таблица 3.1)
- •3.3.Режимы работы, статические характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором
- •3.4. Принципиальная электрическая схема стенда
- •3.5. Программа экспериментов
- •3.6. Подготовка стенда к эксперименту
- •3.6.1. Проверка работоспособности стенда по схеме первого варианта опытов (рис. 3.1)
- •3.6.2. Проверка работоспособности стенда по схеме второго варианта опытов (рис. 3.2)
- •3.7. Снятие естественной характеристики двигателя d1
- •3.8. Снятие реостатной характеристики двигателя d1 при введении активного сопротивлений rдоб 2 в цепь ротора
- •3.9. Снятие естественной характеристики двигателя d1 в режиме рекуперативного торможения
- •3.10. Снятие естественной характеристики двигателя d1 в режиме торможения противовключением
- •3.11. Снятие реостатных характеристик двигателя d1 в режиме рекуперативного торможения
- •3.12. Снятие реостатных характеристик двигателя d1 в режиме торможения противовключением
- •3.13. Снятие момента потерь агрегата
- •3.14. Содержание отчета
- •3.15. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №4
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры)
- •4.2.1. Назначение и описание функциональных блоков лабораторной установки (рис. 4.1)
- •4.2.2. Обозначение и параметры исследуемой аппаратуры (таблица 4.1)
- •4.3. Режимы работы, статические характеристики системы тиристорного электропривода постоянного тока
- •4.3.1. Режим непрерывного тока при мгновенной коммутации (питание преобразователя от сети бесконечной мощности)
- •4.3.2. Режим непрерывного тока при наличии угла коммутации с учетом активного сопротивления на стороне переменного тока
- •4.3.3. Режим прерывистого тока
- •4.4. Краткое описание работы системы трехфазного мостового
- •4.5. Принципиальная электрическая схема стенда
- •4.6. Программа экспериментов
- •4.7. Проверка работоспособности стенда (рис. 4.1)
- •4.9. Снятие характеристик при пониженном напряжении
- •4.10. Снятие регулировочной характеристики
- •4.11. Содержание отчета
- •4.12. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №5
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры)
- •5.2.1. Назначение и описание функциональных блоков лабораторной установки (рис. 5.1, 5.2)
- •5.2.2. Обозначения и параметры используемой аппаратуры (таблица 5.1)
- •Общие сведения
- •Принципиальная электрическая схема стенда
- •Программа экспериментов
- •Подготовка стенда к эксперименту (рис. 5.1)
- •Настройка блока указателей угла нагрузки iq (рис. 5.1)
- •Проверка работоспособности стенда (рис. 5.2)
- •Снятие угловых статических характеристик
- •Снятие статической u-образной характеристики
- •Снятие характеристики реактивной мощности
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
- •Электрический привод. Статика лабораторный практикум
1.4. Работа электропривода в статическом режиме
В общем случае на любой вращающийся элемент кинематической цепи электропривода действует совокупность моментов, определяющих характер его движения 1, 4.
Принято анализировать закономерности движения электропривода на таком его элементе, как вал электродвигателя, являющийся неотъемлемой частью любого электропривода вращательного движения.
Основное уравнение движения, записанное относительно вала электродвигателя:
, (1)
где М – развиваемый двигателем электромагнитный момент; Мс – момент сопротивления, приложенный к валу электродвигателя со стороны производственного механизма;
– динамический момент;
– момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу электродвигателя;
– угловое ускорение вала электродвигателя.
В статическом (установившемся) режиме работы электропривода, когда и = 0 , уравнение движения вала электродвигателя имеет вид:
. (2)
Это означает:
Моменты равны по абсолютной величине.
Моменты противоположны по знаку, т.е. по направлению своего действия.
Значения моментов могут быть как положительными, так и отрицательными в зависимости от режима работы электропривода.
На рис. 4 представлены механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения (М) и производственного механизма (Мс) в функции угловой скорости вала электродвигателя (), а также показаны точки а и б на механических характеристиках , для которых выполняются равенства:
(угловая скорость вала равна угловой скорости вала в установившемся режиме работы).
(моменты двигателя и производственного механизма в точках а и б равны по абсолютной величине).
или (моменты двигателя и производственного механизма в точках а и б противоположны по направлению).
Для удобства нахождения точки установившегося режима работы электропривода принято:
Определять зависимость угловой скорости электродвигателя от момента, развиваемого электродвигателем для уравновешивания (компенсации) момента сопротивления производственного механизма (Мк на рис. 5). Данная механическая характеристика симметрична механической характеристике производственного механизма относительно оси ординат (ось на рис. 5).
Определять точку пересечения механической характеристики электродвигателя и характеристики , которая является точкой устойчивой работы электропривода с параметрами , . В данной точке момент электродвигателя равен по величине такому моменту, который компенсирует противоположно направленный момент сопротивления производственного механизма . При этом электропривод вращается с угловой скоростью .
Необходимо отметить, что точка установившейся работы электропривода (точка а на рис. 5) всегда лежит на механической характеристике электродвигателя, а ее положение на данной характеристике определяется величиной и направлением действия момента сопротивления производственного механизма MC - нагрузкой на валу электродвигателя.
Следовательно, для определения механической характеристики электродвигателя экспериментальным путем необходимо изменять момент нагрузки на его валу и фиксировать значения угловой скорости при каждой установленной нагрузке после достижения установившегося режима работы .
При этом момент электродвигателя может быть определен расчетным путем по его электрическим параметрам, либо косвенным путем по величине момента нагрузки на валу электродвигателя.
Примечание.
В технической литературе механические характеристики для компенсации моментов сопротивления производственных механизмов условно обозначают как механические характеристики производственных механизмов .
В дальнейшем все обозначения в методических указаниях приводятся в соответствии с принятыми в технической литературе обозначениями.