Испытание генератора постоянного тока

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

I _ВД, А

М₂ = 0 = с onst; М_Д = М₀ = с onst

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Лабораторная работа №1

ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Программа работы

1. Записать паспортные данные генератора и двигателя.

2. Провести опыты и снять характеристики генератора:

- холостого хода;

- короткого замыкания;

- внешнюю;

- нагрузочную;

- регулировочную.

3. По результатам опытов построить экспериментальные характеристики генератора.

4. По результатам опытов холостого хода и короткого замыкания построить характеристический треугольник.

5. Построить графически нагрузочную характеристику с помощью характеристики холостого хода и характеристического треугольника.

6. По внешней характеристике рассчитать величину падения напряжения при номинальной нагрузке генератора.

Пояснения и указания к работе

Опыт холостого хода. Характеристика холостого хода

Опыт холостого хода проводят при разомкнутой обмотке якоря генератора, когда ток в обмотке якоря I =0, при постоянной номинальной частоте вращения якоря n = n _Н = const. Характеристику холостого хода U = f (I _В) снимают и строят в форме петли гистерезиса, измеряя напряжение генератора U при различных токах возбуждения. Результаты измерений заносят в табл. 1.

Таблица 1

Результаты опыта холостого хода

Участок

Величина

Значение величины

а - b

U, В

I _В, А

b - с

U, В

I _В, А

c - d

U, В

I _В, А

d - a

U, В

I _В, А

n = n _Н = …………. об / мин = с onst; I = 0, A

Петля гистерезиса (рис. 2) условно разделена на четыре участка a – b, b – c, c – d, d – a. На каждом участке следует выполнить 5 – 6 замеров.

Рукояткой Р2 увеличить ток возбуждения I _В генераторадо получения напряжения U =(1,1 – 1,2) U _Н (точка a на рис.2 ). Постепенно уменьшая ток возбуждения до нуля, записать значения U и I _В на участке a – b.

В точке b измерить остаточное напряжение U _ОСТ при I _В =0. Переключателем П1 изменить полярность тока возбуждения.

Увеличивать - I _В на участке b – c до получения напряжения - U =(1,1 – 1,2) U _Н другой полярности, записать значения U и I _В на этом участке.

Постепенно уменьшатьток возбуждения - I _В до нуля и зафиксировать точки участка c – d.

В точке d замерить остаточное напряжение обратной полярности - U _ОСТ при I _В =0. Переключателем П1 изменить полярность тока возбуждения. Записать значения U и I _В на участке d – a, увеличивая ток возбуждения I _В от нуля до первоначального значения в точке a.

По окончании опыта уменьшить ток возбуждения генератора до нуля!

По результатам опыта построить зависимость U = f (I _В) в виде петли гитерезиса. За характеристику холостого хода принять усредненную линию одной полярности зависимости U = f (I _В ), показанную на рис. 2 пунктиром.

Опыт короткого замыкания. Характеристика короткого

Значение величины

I _К, A I _В, A

n = n _Н =....... об/мин = с onst; U = 0, B

С помощью х. х. х. и х. к. з. построить характеристический треугольник.

Для построения характеристического треугольника необходимо совместить на одном графике начальный участок характеристики холостого ходапри U = 20 – 25 В, и характеристикукороткого замыкания. Определить ток возбуждения I _ВК, соответствующий току якоря I _К = I _Н. Провести параллельно оси ординат линию I _ВК = const. Вычислить падение напряжения на сопротивлении якорной цепи, равное э. д. с. якоря при коротком замыкании R _Я I _Н = Е_ЯК, приняв сопротивление цепи якоря R _Я = 4 – 5 Ом, и отложить его на оси ординат в масштабе напряжения. Через эту точку параллельно оси абсцисс провести линию до пересечения с линией I _ВК = const. Точки А, В, С определяют характеристический треугольник.

Нагрузочная характеристика

Нагрузочную характеристику U= f (I _В) снимают при постоянной величине тока якоря I = (0,5 – 0,8) I _Н ичастоте вращения якоря n = n _Н = const.

Возбудить генератор на холостом ходу до номинального напряжения. Включить нагрузку. Одновременно увеличивая нагрузку и регулируя ток возбуждения, нагрузить генератор до тока в якоре I = (0,5 – 0,8) I _Н при U= U _Н. Записать значения напряжения U= U _Н, тока возбуждения I _В в табл. 3.

Поддерживая сопротивлениями нагрузки ток якоря постоянным I = (0,5 – 0,8) I _Н = с onst, уменьшать ток возбуждения до нуля. В табл. 3 записать 4 – 5 значений напряжения U при различных токах возбуждения I _В _.

По результатам измерений (табл.3) построить нагрузочную характеристику (рис. 4).

Таблица 3

Нагрузочная характеристика

Величина

Значение величины

U, B I _В, A

n = n _Н =............ об / мин = с onst; I =............ A = с onst

С помощью характеристики холостого хода и характеристического треугольника построить нагрузочную характеристику графическим способом, путем перемещения вершины А характеристического треугольника по х.х.х (рис. 4).

Значение величины

U, B I, A

n = n _Н =............ об / мин = с onst; I _В =........ A = с onst

По данным опыта построить внешнюю характеристику генератора (рис. 5).

Рассчитать величину изменения напряжения при номинальной нагрузке:

, (1)

При правильно проведенном опыте эта величина не превышает 10 – 12 %.

Значение величины

I, А I _В, A

n = n _Н =............ об/мин = с onst; U =........ В = с onst

Постепенно нагрузить генератор до номинального тока якоря I = I _Н, одновременноувеличивая ток возбуждения для поддержания установленного напряжения постоянным. Записать 4 – 5 значений I, I _В при различной нагрузке в табл. 5. По результатам измерений построить регулировочную характеристику (рис. 6).

Вопросы для самоконтроля

1. Объясните устройство машины постоянного тока.

2. Объясните принцип действия генератора постоянного тока.

3. Для чего магнитопровод якоря генератора постоянного тока набирают из тонких листов электротехнической стали?

4. Нарисуйте магнитную цепь машины постоянного тока. На какие участки делят магнитную цепь и почему?

5. Закон полного тока и его применение для расчета МДС обмотки возбуждения.

6. Закон электромагнитной индукции в формулировке Фарадея. Как определяют направление ЭДС и тока в проводнике?

7. Выведите формулу для определения ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока. Объясните величины, определяющие ЭДС.

8. Выведите формулу для определения электромагнитного момента, развиваемого якорем машины постоянного тока.

9. Закон Ома для магнитной цепи. Сопротивление магнитной цепи генератора постоянного тока.

10. Что такое реакция якоря? Как она влияет на результирующее магнитное поле в генераторе?

11. Покажите на схемном изображении двухполюсного генератора постоянного тока направление МДС якоря при установке щеток на геометрической нейтрали; при сдвиге щеток на 90 электрических градусов с линии геометрической нейтрали.

12. Покажите на схемном изображении двухполюсного генератора постоянного тока составляющие МДС якоря при сдвиге щеток на произвольный угол с геометрической нейтрали.

13. Какое влияние на напряжение генератора постоянного тока оказывает поперечная реакция якоря при ненасыщенной и насыщенной магнитной цепи?

14. Какое влияние на напряжение генератора постоянного тока может оказывать продольная реакция якоря.

15. Как проводят опыт холостого хода? Почему х.х.х. нелинейная?

16. Как проводят опыт короткого замыкания? Почему х.к.з. линейная?

17. Что такое характеристический треугольник? Что показывают его катеты? Как его построить?

18. Как снимают нагрузочную характеристику? Почему эта характеристика смещена относительно х.х.х.?

19. Напишите уравнение напряжения генератора постоянного тока. Объясните величины, входящие в эту формулу.

20. Чем объясняется нелинейность и падающий характер внешней характеристики?

21. Чем объясняется нелинейность и возрастающий характер регулировочной характеристики?

22. Какие потери мощности в генераторе постоянного тока Вы знаете? Какие потери называют постоянными, а какие переменными?

Лабораторная работа №2

Программа работы

1. Записать паспортные данные генератора и двигателя.

2. Запустить установку. Установить минимальную частоту вращения изменением тока возбуждения двигателя.

3. Провести опыты и снять соответствующие характеристики двигателя постоянного тока:

- рабочие характеристики;

- регулирование частоты вращения изменением тока возбуждения;

- регулировочную характеристику;

- регулирование частоты вращения изменением сопротивления

в цепи якоря (реостатные механические характеристики при различных добавочных сопротивлениях в цепи якоря двигателя);

4. По результатам опытов и расчетов постройте графики:

- рабочих характеристик n, I _Д, P _1Д, M ₂, h _Д = f (P ₂ ); при I _ВД = сonst;

- зависимостей n, I _Д = f (I _ВД) при М_Д= М₀;

- регулировочной характеристики I _ВД = f (I _Д) при n = сonst;

- реостатных механических характеристик n = f (M ₂ ) при

I _ВД = сonst.

Изменением тока возбуждения

Регулирование частоты вращения n = f (I _ВД) провести при постоянном электромагнитном моменте двигателя М_Д= М₀= соnst.

Электромагнитный момент, развиваемый якорем двигателя, Нм,

(7)

где М₀ – момент холостого хода, обусловленный магнитными, механическими и добавочными потерями мощности; М₂ – момент нагрузки на валу.

В режиме холостого хода двигателя (генератор не нагружен) М₂ = 0, а электромагнитный момент равен моменту холостого хода.

(8)

Установить максимальный ток возбуждения двигателя I _ВД _m. Записать значения тока возбуждения двигателя I _ВД, частоты вращения якоря n, тока якоря двигателя I _Д в табл. 8.

Постепенно уменьшая ток возбуждения двигателя, зафиксировать 4 – 5 значений I _ВД, n, I _Д. Последнюю точку снять при частоте вращения, превышающую номинальную не более чем на 20 – 25 % n = (1,2 – 1,25) n _Н.

По результатам испытаний построить графики зави-симостей n = f (I _ВД), I _Д = f (I _ВД) какпоказано на рис. 9.

Таблица 8

Регулирование частоты вращения двигателя изменением тока возбуждения

Сопротивления якорной цепи

При регулировании частоты вращения изменением сопротивления якорной цепи проводят два опыта и снимают данные для построения двух механические характеристики n = f (М₂) (рис. 11) с разными добавочными сопротивлениями в цепи якоря двигателя при постоянном напряжении U _Д = U _Н и постоянном токе возбуждения, I _ВД = сonst.

Опыт 1. Механическая характеристика n = f (М₂) при введении

в цепь якоря добавочного сопротивления R _ЯД1 > 0.

Нагрузить двигатель до номинального тока якоря I _Д = I _ДН. Ввести

в цепь якорядобавочное сопротивление R _ЯД1 > 0, повернув рукоятку пускорегулировочного реостата РП против часовой стрелки так, чтобы частота вращения якоря n снизилась на 500 – 1000 об/мин. Записать значения тока якоря двигателя I _Д, частоты вращения якоря n, напряжения генератора U _Г, тока якоря генератора I _Г в табл. 10 (опыт 1).

Таблица 10

Механические характеристики при добавочных сопротивлениях в цепи якоря

Опыт 1: R _ЯД1 > 0
I _Д, А
n, об/мин
U _Г, В
I _Г, А
Р_2Г, Вт
Р_2Д = Р_1Г, Вт
Р_1Д, Вт
М ₂, Нм
h _Д, о.е.
Опыт 2: R _ЯД2 > R _ЯД1
I _Д, А
n, об/мин
U _Г, В
I _Г, А
Р_2Г, Вт
Р_2Д = Р_1Г, Вт
Р_1Д, Вт
М ₂, Нм
h _Д, о.е.
U _Д = U _Н =.......... В = с onst ; I _ВД =............. А = с onst.

Постепенно разгружать двигатель до режима холостого хода (уменьшая нагрузку на генераторе до нуля), записать 4 – 5 значений I _Д, n, U _Г, I _Г в табл. 10 (опыт 1).

Опыт 2. Механическая характеристика при введении в цепь якоря добавочного сопротивления R _ЯД ₂ > R _ЯД ₁

Повернуть рукоятку пускорегулировочного реостата РП по часовой стрелке до упора (вывести все добавочные сопротивления из цепи якоря двигателя). Нагрузить двигатель до номинального тока якоря I _Д = I _ДН.

Ввести в цепь якорядобавочное сопротивление R _ЯД2 > R _ЯД1, повернув рукоятку пускорегулировочного реостата РП против часовой стрелки так, чтобы частота вращения якоря n снизилась на 500 – 1000 об/мин по сравнению с опытом 1.

Постепенно разгружать двигатель до режима холостого хода, уменьшая нагрузку генератора до нуля, записать 4 - 5 значений I _Д, n, U _Г, I _Г в таблицу 10 (опыт 2).

Рассчитать для первого и второго опыта Р_2Г,Р_2Д = Р_1Г, Р_1Д, М₂, h _Д. Расчеты провести по формулам (4), (5), (6), (7), используя табл. 7 и построенный по ней график зависимости КПД генератора (аналогично расчету рабочих характеристик).

Построить механические характеристики двигателя n = f (М₂) с добавочными сопротивлениями в цепи якоря R _ЯД1 > 0 и R _ЯД2 > R _ЯД ₁ (рис. 11).

Построить естественную механическую характеристику n = f (М₂), рассчитанную по данным опыта рабочих характеристик, без добавочного сопротивления в цепи якоря R _ЯД = 0 (табл. 6).

Механические характеристики совместить на одном графике (рис. 11).

Вопросы для самоконтроля

1. Устройство двигателя постоянного тока.

2. Принцип действия двигателя постоянного тока.

3. Способы пуска двигателей постоянного тока. Какой из способов пуска применяли в лабораторной работе?

4. Напишите уравнения напряжения на якоре двигателя постоянного тока. Объясните, входящие в него величины.

5. Выведите уравнения тока якоря, электромеханической и механической характеристик двигателя постоянного тока.

6. Напишите уравнения электромеханической и механической характеристик двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Нарисуйте соответствующие характеристики.

7. Почему пусковой ток при прямом пуске двигателя постоянного тока значительно превышает номинальный ток якоря?

8. Почему с уменьшением тока возбуждения двигателя постоянного тока увеличивается частота вращения якоря?

9. Перечислите способы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока, укажите достоинства и недостатки каждого способа.

10. Почему увеличение тока якоря генератора вызывает увеличение тока якоря двигателя?

11. Как нагружают двигатель в лабораторной установке? Напишите уравнения моментов, действующих на якорь двигателя.

12. Почему с увеличением нагрузки двигателя постоянного тока уменьшается частота вращения якоря?

13. Закон электромагнитных сил (закон Ампера). Как определить направление силы Ампера действующей на проводник?

14. Напишите зависимость электромагнитного момента двигателя постоянного тока от его мощности и угловой скорости (или частоты вращения) якоря.

15. Напишите формулу электромагнитного момента двигателя постоянного тока. Объясните величины, определяющие электромагнитный момент.

16. Какие потери мощности в двигателе постоянного тока Вы знаете? Какие из потерь мощности относятся к постоянным, а какие к переменным и почему?

17. Напишите формулу зависимости КПД двигателя постоянного тока от его загрузки? Нарисуйте эту зависимость. При каких условиях КПД достигает максимума?

18. Какая схема возбуждения испытуемого двигателя? Поясните возможности данной схемы. Как реверсировать такой двигатель?

19. Объясните вид регулировочной характеристики двигателя постоянного тока.

20. Объясните вид рабочих характеристик двигателя постоянного тока.

21. Какие способы возбуждения двигателей постоянного тока Вы знаете?

22. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения работает с номинальной нагрузкой? К чему приведет обрыв цепи возбуждения?

23. Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения работает с номинальной нагрузкой? К чему приведет отключение нагрузки?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Копылов, И. П. Электрические машины: Учеб. для вузов. – 2-е изд.,перераб./И. П. Копылов. М.: Высшая школа; Логос; 2000 г., 607 с.

2. Вольдек, А. И. Электрические машины / А. И. Вольдек Л.: Энергия, 1978, 840 с..

3. Встовский, А.Л. Электрические машины постоянного тока: Учеб. пособие / А. Л. Встовский: Красноярск, КГТУ, 2003, 116 с.

4. Встовский, А.Л. Испытания машин постоянного тока: Метод. указания/ А. Л. Встовский, Л. Ф. Силин, С. А. Встовский: Красноярск, КГТУ, 1999, 20 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общие указания 3

Правила безопасной работы 3

Описание лабораторного стенда 4

Порядок включения испытательного стенда 6

Лабораторная работа № 1 6

Лабораторная работа № 2 15

Библиографический список 24

Оглавление 25

Лабораторная работа №1

ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Программа работы

1. Записать паспортные данные генератора и двигателя.

2. Провести опыты и снять характеристики генератора:

- холостого хода;

- короткого замыкания;

- внешнюю;

- нагрузочную;

- регулировочную.

3. По результатам опытов построить экспериментальные характеристики генератора.

4. По результатам опытов холостого хода и короткого замыкания построить характеристический треугольник.

6. По внешней характеристике рассчитать величину падения напряжения при номинальной нагрузке генератора.