- •Правила выполнения работ
- •Выполнение эксперимента
- •3.Рабочее задание
- •1. Цель работы
- •2. Домашнее задание
- •3. Рабочее задание
- •4 . Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Домашнее задание
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Домашнее задание
- •Рабочее задание
- •4.Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Домашние задание
- •Рабочее задание
- •Данилов и.А., Иванов п.М. Общая электротехника с основами электроники. “Высшая школа”, 2007. С. 269-280
Контрольные вопросы
Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Вращающееся магнитное поле (условия возникновения и частота вращения ).
Принцип действия асинхронного двигателя . Почему двигатель называется асинхронным?
скольжение и его влияние на работу АД.
ЭДС статора и ротора (зависимость от частоты и скольжения ).
Ток ротора и статора (зависимость от нагрузки ).
Потери и энергетическая диаграмма АДК.
Зависимость от нагрузки к.п.д и .
Механическая характеристика и пуск АДК.
От каких параметров зависит ток холостого хода.
Литература
1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова, “Высшая школа” , 1985 ,с.387-407.
2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. “Энергоатомиздат”, 1985 , с.401-455.
3. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. “Высшая школа”, 2007. с. 199-229.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА
НЕЗАВИСИМОГО И ПАРАЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
Цель работы
Ознакомиться с устройством генератора независимого и параллельного возбуждения и исследовать его свойства путем снятия характеристики холостого хода и внешней характеристики.
при ; при
Домашнее задание
Пользуясь учебниками и конспектом лекций, изучите устройство, принцип действия и характеристики генератора независимого и параллельного возбуждения. Особое внимание обратить на следующие вопросы: устройство генератора и его конструкция; назначение отдельных элементов генератора; зависимость ЭДС генератора от магнитного потока и тока возбуждения; влияние реакции якоря на напряжение генератора независимого возбуждения; факторы, влияющие на вид внешней характеристики генератора независимого возбуждения; условия возбуждения генератора параллельного возбуждения; факторы, влияющие на вид внешней характеристики генератора параллельного возбуждения; области применения генераторов независимого и смешанного возбуждения.
Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.
Внимательно прочитайте методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомьтесь с принципиальными электрическими схемами лабораторной установки, показанной на рисунках 1 и 2, и уясните назначение каждого элемента схемы. Начертите в рабочей тетради таблицы 1, 2, 3, 4.
Рабочее задание
1. Ознакомиться с устройством генератора независимого возбуждения и приводного асинхронного двигателя. Записать их паспортные данные в таблицу 1.
Таблица 1
Тип |
Фабричный номер |
В |
А |
Вт |
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В соответствии с номинальными данными генератора постоянного тока выбрать электроизмерительные приборы и записать их паспортные данные в таблицу.
Для исследования генератора независимого возбуждения собирается электрическая схема, приведенная на рис. 1.
Рис. 1
Генератор постоянного тока приводится во вращение асинхронным двигателем (АД). Обмотка возбуждения генератора питается от источника напряжения В через реостат , включенный
по схеме потенциометра. Это позволяет регулировать ток возбуждения от нуля до максимального значения.
Сопротивление предназначено для изменения тока нагрузки генератора. Амперметры А1 и А2 предназначены для измерения тока возбуждения и тока якорной цепи. Вольтметр V измеряет напряжение на зажимах генератора.
4. Снять характеристику холостого хода генератора независимого возбуждения. Для этого, при выключенных тумблерах, изменяют ток возбуждения Iв и измеряют значения ЭДС на зажимах якоря генератора. Первую точку характеристики снимают при максимальном токе возбуждения. Постепенно уменьшая ток возбуждения, делают еще 6-8 замеров E0 и Iв. Последний замер делают при Iв=0, При этом вольтметр покажет значение ЭДС, наводимой остаточным магнитным потоком. Число оборотов замеряется тахометром.
Результаты измерений записываются в таблицу 2, по которой стоится характеристика холостого хода.
Таблица 2
Iв ,А |
|
об/мин
|
E0, В |
|
5. Внешнюю характеристику генератора независимого возбуждения снимают следующим образом. Генератор приводится во вращение и при помощи потенциометра устанавливается значение тока возбуждения, при котором напряжение рано 130В. При снятии характеристики ток возбуждения должен оставаться неизменным.
П ервая точка характеристики снимается при выключенных тумблерах, т.е. при . Постепенно увеличивая нагрузку генератора, снимают еще 5-6 точек характеристики. Максимальное значение тока якоря не должно превышать 1,25 .
Результаты измерений заносятся в таблицу 3.
Таблица 3
Iя , А |
|
А
об/мин |
U, В |
|
Внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения снимают по схеме, показанной на рис. 2
Рис. 2
Выключив тумблеры нагрузочного устройства, пускают асинхронный двигатель, вращающий генератор и уменьшают сопротивление в цепи возбуждения. Если генератор не возбуждается (напряжение на якоре остается близким к нулю), то необходимо поменять местами концы обмотки возбуждения.
В озбудив генератор и убедившись, что ток якоря равен нулю, реостатом изменяют ток возбуждения и устанавливают напряжение равным напряжению холостого хода в таблице 3. В дальнейшем сопротивление реостата остается неизменным. Записывают показания приборов в таблицу 4 при . С помощью тумблеров постепенно увеличивают нагрузку генератора и снимают еще 5-6 точек характеристики. Максимальное значение тока якоря не должно превышать 1,25 . Результаты измерений заносятся в таблицу 4.
|
|
Примечания |
|
|
об/мин |
|
|
|
Сопротивление цепи возбуждения определяют по закону Ома:
По данным таблиц 3 и 4 на одном графике строят внешние характеристики генератора при независимом и параллельном возбуждении. С графика снимают напряжения при Iя =0 и Iя=Iн . Определяют изменение напряжения генераторов независимого и параллельного возбуждения при изменении нагрузки от нуля до номинального значения
Где U0 – напряжение холостого хода;
Uн – напряжение при номинальном токе якоря.
Контрольные вопросы
Устройство генератора постоянного тока?
Принцип действия ГПТ и назначение коллектора.
Зависимость основного магнитного потока от тока возбуждения генератора. Влияние воздушного зазора.
Холостой ход генератора. Характеристика холостого хода и остаточная ЭДС.
Внешняя характеристика ГПТ независимого возбуждения.
Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения проходит круче, чем у генератора независимого возбуждения?
Каким образом влияет реакция якоря ГПТ на вид внешней характеристики?
Почему для поддержания постоянства напряжения ГПТ с ростом нагрузки приходится увеличивать ток возбуждения?
Условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения.
Коммутация в ГПТ и способы ее улучшения.
Литература
1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова, “Высшая школа” , 1985 ,с.358-372.
2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. “Энергоатомиздат”, 1985 , с.342-363.
3. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. “Высшая школа”, 2007. с. 239-268.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
1. Цель работы
Ознакомиться с особенностями устройства генератора смешанного возбуждения и исследовать его свойства путем снятия внешних характеристик,
2. Домашнее задание
Пользуясь учебниками и конспектом лекций, изучите устройство, принцип действия и характеристики генератора постоянного тока смешанного возбуждения. Особое внимание обратить на следующие разделы: устройство генератора и расположение обмотки последовательного возбуждения, влияние обмотки последовательного возбуждения на характеристики генератора при согласном и встречном включении обмоток, область применения генераторов смешанного возбуждения при различных способах включения последовательной обмотки.
Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.
Внимательно прочитайте методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомьтесь с принципиальной электрической схемой лабораторной установки, показанной на рис. I, и уясните назначение каждого элемента схемы. Начертите в рабочей тетради таблицы I и 2.
3. Рабочее задание
I. Ознакомиться с устройством генератора смешанного возбуждения и приводного асинхронного двигателя. Записать их паспортные данные в таблицу I.
Таблица 1
Тип |
Фабричный номер |
Uн, В |
Iн, А |
Pн, Вт |
nн, об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбрать электроизмерительные приборы в соответствии с паспортными данными генератора постоянного тока и записать паспортные данные приборов в таблицу.
Для исследования генератора смешанного возбуждения собирается электрическая схема, приведенная на рис. 1.
Генератор постоянного тока приводится во вращение асинхронным двигателем (АД). Исследуемый генератор имеет две обмотки возбуждения: параллельную, зажимы которой обозначены Ш1 и Ш2 , и последовательную с обозначениями С1 и С2 . Сопротивление предназначено для изменения тока якоря генератора (нагрузки генератора). Амперметры А1 и А2 предназначены для измерения тока -возбуждения и тока нагрузки. Вольтметр V измеряет напряжение на щетках генератора.
Рис. 1
В режиме холостого хода (при отсутствии тока нагрузки) напряжение генератора определяется величиной магнитного потока, создаваемого параллельной обмоткой возбуждения и скоростью вращения
якоря. При отсутствии последовательной обмотки с ростом тока нагрузки происходит уменьшение напряжения генератора, которое обуславливается падением напряжения в якорной цепи и уменьшением магнитного потока генератора из-за реакции якоря и уменьшения тока возбуждения.
При согласном включении последовательной обмотки направления магнитных потоков, создаваемых параллельной и последовательной обмотками, совпадают. Это возрастание магнитного потока компенсирует уменьшение напряжения генератора от указанных выше факторов.
При встречном включении последовательной обмотки магнитный поток этой обмотки имеет противоположное направление с потоком параллельной обмотки, поэтому при увеличении тока якоря результирующий магнитный поток генератора уменьшается, что ведет к резкому уменьшению напряжения генератора.
4. Снять внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения. Для этого собирается электрическая схема, представленная на рис. 1, причем последовательная обмотка , в схему не включается. При выключенных тумблерах реостата пакетным переключателем B1 запускается приводной асинхронный двигатель и проверяется направление вращения генератора (направление вращения должно совпадать с указанным на корпусе генератора). В случае неправильного направления вращения нужно отключить схему от сети и поменять местами два любых проводника, подводящих напряжение к асинхронному двигателю. При правильно включенной параллельной обмотке генератор постоянного тока возбуждается, при этом его напряжение превышает номинального значение. Если генератор не возбуждается (напряжение на зажимах якоря близко к нулю), то необходимо при отключенном приводном двигателе поменять местами проводники, подсоединенные к концам параллельной обмотки и .
Возбудив генератор, снимают показания приборов при токе нагрузки, равном нулю, и записывают в таблицу 2. Постепенно нагружая генератор, снимают еще 5-6 точек характеристики. Максимальное значение тока нагрузки не должно превышать 1,25 . Результаты опыта заносят в таблицу 2. Скорость вращения генератора измеряется тахометром.
5. Внешние характеристики генератора при согласном и встречном включении обмоток возбуждения снимают следующим образом. При выключенном приводном двигателе последовательная обмотка , включается в якорную цепь генератора в соответствии со схемой, показанной на рис.1. Выключают все тумблеры реостата и запускают асинхронный двигатель. Убедившись, что ток нагрузки равен нулю, записывают показания приборов в таблицу, аналогичную таблице 2. Постепенно увеличивая нагрузку, снимают еще 5-6 точек внешней характеристики.
Таблица 2
, A |
|
= A |
,В |
|
об/мин |
Меняют местами проводники, подключенные к концам и последовательной обмотки возбуждения, и аналогично ранее проделанному снимают еще одну внешнюю характеристику генератора. Результаты измерений заносят в таблицу, аналогичную табл. 2.
6. По полученным данным строятся внешние характеристики генератора постоянного тока параллельного и смешанного возбуждения при согласном и встречном включении параллельной и последовательной обмоток. Все три характеристики строятся в одних координатах осях. По построенным характеристикам определяются напряжения генератора при номинальном токе и при холостом ходе. Изменение напряжения для всех возбуждения генератора вычисляют по формуле:
∆ ,
где - напряжение при номинальном токе;
- напряжение при холостом ходе.
7. Сравнить все три внешние характеристики генератора и объяснить физические процессы в генераторе, обуславливающие изменение его характеристик.