Описание лабораторного комплекса

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

		Стр.
	Описание лабораторного комплекса
	Работа №1. Исследование однофазного двухобмоточного трансформатора
	Работа №2. Исследование генераторов постоянного тока независимого и параллельного возбуждения
	Работа №3. Исследование электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения
	Работа №4. Исследование электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения
	Работа №5. Исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором
	Работа №6. Исследование асинхронной машины в режиме асинхронного генератора
	Приложение А
	Приложение Б
	Приложение В
	Приложение Г
	Приложение Д
	Приложение Е
	Приложение Ж

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО КОМПЛЕКСА

 

Назначение комплекса

 

Лабораторный комплекс «Электрические машины и электрический привод (стендовый, компьютерный)» (в дальнейшем изложении комплекс) предназначен для обучения студентов различных специальностей средних специальных и высших учебных заведений, изучающих дисциплины «Электрические машины», «Электрические машины и основы электропривода». Комплекс может быть использован также для обучения учащихся профессионально-технических училищ и слушателей отраслевых учебных центров повышения квалификации инженерно-технических работников.

 

В состав комплекса входят (рисунок О.1):

– модуль питания стенда;

– модуль питания;

– модуль измерителя мощности;

– модуль добавочных сопротивлений №1;

– модуль добавочных сопротивлений №2;

– модуль ввода/вывода;

– модуль силовой;

– модуль преобразователя частоты;

– модуль тиристорного преобразователя;

– модуль регуляторов;

– модуль автотрансформатора;

– модуль однофазного трансформатора;

– стол 2х6;

– электромашинный агрегат;

– тумбочка-подставка;

– персональный компьютер с платой ввода/вывода;

– стол для компьютера;

– методическое описание;

– техническое описание;

– компакт-диск с программным обеспечением.

Рисунок О.1 – Общий вид комплекса

 

Далее рассматриваются краткие технические характеристики отдельных модулей комплекса.

Модуль питания стенда

 

Модуль питания стенда предназначен для ввода трехфазного напряжения 380В из сети в лабораторный комплекс, защиты комплекса от токов короткого замыкания, подачи силовых и низковольтных напряжений питания на модули стенда.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.2.

Рисунок О.2 – Модуль питания стенда

 

Модуль содержит автоматический выключатель QF1, вторичный источник питания ±15В, +5В. Подключение стенда к источнику питания, подача силового и низковольтного напряжений на модули выполняется с помощью соединительных кабелей, подключаемых с тыльной стороны модуля.

На лицевой части имеется индикация подачи силового напряжения по фазам A, B и С, а также низковольтных напряжений питания +5В, +15В и –15В. Кроме этого возможен контроль и низковольтных напряжений с лицевой панели (выведены соответствующие клеммы напряжений и общего провода).

 

Модуль питания

 

Модуль питания предназначен для подачи трехфазного напряжения 380В на модули при наборе схемы, защиты подключенных модулей от токов короткого замыкания.

На лицевой панели модуля расположен автоматический выключатель QF2, клеммы трехфазного напряжения А, В, С, N (клеммы продублированы), индикация наличия фазных напряжений, клеммы фазного напряжения ~220В и выпрямленного напряжения =220В.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.3.

Рисунок О.3 - Модуль питания

 

Модуль измерителя мощности

 

Модуль измерителя мощности (ИМ) предназначен для измерения электрических параметров трехфазной сети переменного тока.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.4.

На лицевой панели размещаются:

– входные А, В, С и N (генератор) и выходные А1, В1, С1 и N (нагрузка) клеммы подключения модуля;

– кнопка «Сеть» для подачи питания на измеритель мощности;

– разъем подключения модуля к персональному компьютеру по последовательному порту RS-232;

– кнопка фиксации показаний прибора.

Рисунок О.4 – Модуль измерителя мощности

 

Измеритель мощности содержит трехстрочный дисплей. В таблице О.1 приведены измеряемые параметры.

 

Таблица О.1

Верхняя строка	V1 – фазное значение напряжения; V12 – линейное значение напряжения; А1 – фазное значение тока; А – среднее значение тока трех фаз; W – значение активной мощности; Var – значение реактивной мощности.
Средняя строка	V2 – фазное значение напряжения; V23 – линейное значение напряжения; А2 – фазное значение тока; V – среднее значение напряжения; WH – количество потребляемой активной мощности в час; VarH – количество потребляемой реактивной мощности в час.
Нижняя строка	V3 – фазное значение напряжения; V13 – линейное значение напряжения; А3 – фазное значение тока; PF – коэффициент мощности; HZ – частота сети.

 

Под трехстрочным дисплеем находятся кнопки управления:

DISPLAY – переключение показаний измеряемых величин;

CHANNEL – переключение показаний между фазами (только для значений W, WH, Var, VarH);

MAX – переключение между максимальным, минимальным и действующим значением.

RESET – сброс показаний;

HOLD – фиксирование показаний.

Технические характеристики измерителя приведены в таблице О.2.

 

Таблица О.2

Параметр	Диапазон измерения	Погрешность
Напряжение, В	32…640	0,15%
Ток, А	0,05…5	0,15%
Частота, Гц	40...400	±0,2 %
Активная мощность, Вт	–	±0,3 %
Коэффициент мощности	–	±0,3 %
Полная мощность, ВА	–	±0,3 %
Реактивная мощность, Вар	–	±0,3 %

 

Модуль ввода/вывода

 

Модуль ввода-вывода предназначен для ввода и вывода слаботочных аналоговых (± 10 В) сигналов на плату аналогового ввода/вывода L-780М персонального компьютера с целью осциллографирования переходных процессов.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.7.

Рисунок О.7 – Модуль ввода-вывода

 

Силовой модуль

 

Модуль силовой предназначен для упрощения набора силовых схем с электрическими машинами, а именно, для соединения силовых преобразователей с клеммами, расположенными на лицевой панели модуля с соответствующей мнемосхемой изображений электрических машин. Реальное подключение к электромашинному агрегату выполняется с тыльной стороны.

На силовом модуле асинхронный электродвигатель имеет выводы как статорной, так и роторной цепи, однако лабораторные стенды комплектуются машинами как с фазным, так и с короткозамкнутым ротором (комплектность зависит от варианта стенда). Если в лабораторном комплексе используется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, то выходы роторной цепи не используются.

На лицевой панели модуля имеется индикатор для отображения частоты вращения электродвигателей. Канал измерения скорости содержит энкодер МЗ и преобразователь частота-напряжение (ПЧН). Выход ПЧН (клемма XS15) представляет собой напряжение, пропорциональное частоте вращения двигателя.

Модуль содержит датчик напряжения (ДН) типа LV25-P и датчик тока (ДТ) типа HХ03-P. Датчики позволяют получить маломощные напряжения, пропорциональные значениям входных силовых токов и напряжений. Датчики обеспечивают потенциальное разделение силовых цепей и цепей управления.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.8.

 

Рисунок О.8 – Силовой модуль

 

Датчик тока включаются в цепь последовательно, датчик напряжения – параллельно. При неправильном включении датчика ток возможен выход его из строя или срабатывание предохранителя на плате внутри модуля.

Диапазоны работы датчиков приведены в таблице О.3.

 

Таблица О.3

Датчик	Диапазон входных сигналов	Диапазон выходных сигналов, В	Полоса пропускания частот, Гц
ДН	±0…500 В	±0…10	0…50
ДТ	±0…5 А	±0…10	0…50

 

Преобразователь частоты

Преобразователь частоты (ПЧ) обеспечивает преобразование переменного напряжения 3x380В в трехфазное напряжение с регулируемыми значениями напряжения и частоты.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.9.

Рисунок О.9 – Модуль преобразователя частоты

 

Модуль преобразователя частоты содержит:

– собственно преобразователь частоты OMRON CIMR F7Z40P4 с жидкокристаллическим индикатором;

– силовые клеммы A, B, C подачи трехфазного напряжения на преобразователь;

– силовые клеммы A1, B1, C1 для снятия выходного напряжения преобразователя;

– потенциометр RP1 задания частоты/момента;

– тумблер SA1 для выбора направления вращения (вперед/назад);

– тумблер SA2 для переключения режима работы (скорость/момент);

– разъем X1 для заведения обратной связи по скорости с силового модуля.

Тиристорный преобразователь

 

Тиристорный преобразователь представляет собой однофазный двухкомплектный реверсивный преобразователь с раздельным управлением комплектами.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.10.

Рисунок О.10 –Тиристорный преобразователь

 

На лицевую панель вынесены:

– кнопка "Сеть" подачи питания на ТП;

– переключатель SA1 служит для переключения индикации "напряжение/ток якоря/ток возбуждения";

– тумблер SA2 – выбор режима регулирования «Скорость»/«Момент»;

– тумблер SA3 – выбор режима управления «Руч»/«Авт». В положении «Авт» управление осуществляется с внешнего входного сигнала, сигнал задается на клемму Х1, внутренние связи преобразователя не размыкаются;

– тумблер SA4 – выбор режима работы «П»/«НМ» В режиме «НМ» (нагрузочная машина) управление осуществляется с лицевой панели. В режиме «П» (преобразователь) управление осуществляется от модуля регуляторов, сигнал задания задается на клемму Х1, при этом все внутренние обратные связи преобразователя размыкаются. Выбор режима работы сигнализируется соответствующими светодиодами;

– тумблер SA5 осуществляет выбор направления вращения;

– тумблер SA6 «Разрешение» обеспечивает разрешение управления силовой частью;

– потенциометр RP1 обеспечивает уставку задания, в соответствии с положением тумблера SA2, по напряжению якоря или по моменту.

Модуль ТП имеет индикатор, на который выводятся значения его выходного напряжения, тока якоря и возбуждения.

Индикация режима работы преобразователя содержит 4 светодиода («Защита», «Работа», «мост А» или «мост В»).

 

Модуль регуляторов

 

Модуль регуляторов обеспечивает набор аналоговой системы управления с подчиненным регулированием. Структурно модуль содержит:

– задатчик интенсивности (DA1);

– регулятор скорости (DA2);

– регулятор тока (DA3).

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.11.

Рисунок О.11 – Модуль регуляторов

 

Задатчик интенсивности. Сигнал задания подается на вход Х1 задатчика интенсивности, выход задатчика – клемма Х2. Для смены полярности входного сигнала используется переключатель SA1, изменение его уровня выполняется потенциометром RP1. Второй потенциометр RP2 используется для изменения темпа нарастания выходного сигнала задатчика.

Регулятор скорости. Представляет собой ПИ–регулятор с блоком ограничения. Входные сигналы регулятора подаются на клеммы Х3 и Х4, выходной сигнал снимается с клеммы Х5. Амплитуда выходного сигнала регулятора изменяется блоком ограничения AQ с переключателем SA3. Коэффициент усиления и постоянная времени П– и И– каналов регулятора изменяются переключателями SA2 и SA4.

Регулятор тока. Представляет собой ПИ–регулятор. Входные сигналы регулятора подаются на клеммы Х6 и Х7, выходной сигнал снимается с клеммы Х8. Коэффициент усиления и постоянная времени П– и И– каналов регулятора изменяются переключателями SA5 и SA6.

Модуль автотрансформатора

 

Модуль автотрансформатора обеспечивает:

– регулирование однофазного напряжения ~U переменного тока в диапазоне 0...250В, 5А;

– регулирование напряжения =U постоянного тока 0...250В, 5А.

Внешний вид модуля приведен на рисунке О.12.

Рисунок О.12 – Модуль автотрансформатора

 

На лицевую часть модуля вынесены:

– клеммы XS1 и XS2 для ввода однофазного напряжения переменного тока 220В;

– ручка автотрансформатора для регулирования выходного напряжения;

– тумблер SA1 подачи напряжения на выходные клеммы;

– вольтметр выходного переменного напряжения PV;

– амперметр переменного тока РА;

– клеммы выходного переменного напряжения XS3 и XS4;

– клеммы выходного напряжения постоянного тока XS5 и XS6.

 

Паспортные данные автотрансформатора приведены в таблице О.4.

 

Таблица О.4

Параметр
Тип	ЛАТР-1,25
Номинальная мощность, кВА	1,25
Номинальное входное напряжение, В
Диапазон изменения выходного напряжения, В	0…250

Описание сборки схемы

Для облегчения проведения лабораторных работ студентами в данном пункте в качестве примера рассматривается схема пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Рекомендуется ознакомиться с данным пунктом методических указаний перед проведением лабораторных работ.

Для пуска асинхронного электродвигателя необходимо подать на статор трехфазное напряжение 3x380В. Для уменьшения пускового тока в обмотку статора вводится трехфазное регулируемое сопротивление, которое выводится последовательно из положения «∞» в положение «0».

Схема, собираемая на стенде, приведена на рисунке О.14.

 

Рисунок О.16

 

Подача напряжения на лабораторный стенд осуществляется включением автоматического выключателя QF1 модуля питания стенда.

Подача напряжения 3x380В осуществляется автоматическим выключателем QF2 модуля питания (клеммы А,В,С).

Асинхронный электродвигатель реально подключен к силовому модулю. На силовом модуле размещаются мнемосхемы двигателей, а также клеммы для подачи силовых напряжений к статору АД, якорю и обмотке возбуждения ДПТ. Кроме этого, на мнемосхеме АД изображены клеммы фазного ротора, которые используются только в случае применения в стенде соответствующего двигателя.

Для контроля тока и напряжения статорную цепь АД включены датчики тока и напряжения силового модуля. Датчик тока (клеммы XS7, XS8) включается последовательно, датчик напряжения (клеммы XS5, XS6) – параллельно контролируемой цепи.

Выходы датчиков подключаются на входы А1, А2, А3 модуля ввода/вывода.

В целях улучшения наглядности набора схем в лабораторных работах представлены не помодульные электрические схемы, а упрощенные электрические схемы. Вариант такой схемы рассматривается на рисунке О.15.

Рисунок О.15

 

На данной схеме модуль питания стенда не показывается, так как с лицевой панели МПС не выполняется никаких соединений.

Хотя выводы обмоток статора и ротора асинхронного двигателя, а также выводы обмоток якоря и возбуждения двигателя постоянного тока входят в состав силового модуля, однако на схеме (Рисунок О.15) двигатель показан отдельным элементом. Это сделано для того, чтобы не загромождать рисунок.

Модуль ввода/вывода на рисунке также не показывается, однако на выходах датчиков и ПЧН силового модуля показываются соответствующие входы модуля ввода/вывода.

Внимание! Технические характеристики лабораторного комплекса таковы, что одновременно возможна работа только с одной из двух частей комплекса. Электропитание на стойки с модулями подается через модули питания и питания стенда. При проведении лабораторных работ на одной части комплекса должно быть выключено электропитание неиспользуемой части. Нарушение данного условия работы может сказаться на результатах измерения при использовании персонального компьютера.

Выключение электропитания части комплекса «электрические машины и электропривод» осуществляется выключением автоматического выключателя модуля питания стенда.

 

Рисунок 1.1 – Схема для проведения опыта короткого замыкания

 

Первичная обмотка трансформатора подключена через МИМ и датчики тока и напряжения к регулируемому выходу переменного тока модуля автотрансформатора (ЛАТР).

Автотрансформатор запитывается напряжением ~220В от модуля питания (МП).

Выходы датчиков тока и напряжения соединяются с входами A1 и A2 модуля ввода/вывода.

 

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;

– включить кнопку «Сеть» МИМ;

– включить переключатель SA1 модуля ЛАТР. Установить такое напряжение, при котором ток первичной обмотки трансформатора примерно равен номинальному току первичной обмотки трансформатора

I_1Н = (Приложение А).

где S_Н - полная номинальная мощность трансформатора, В∙А.

Данные опыта заносят в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1

U1К, В	I1К, А	РК, Вт	сosφ1К	zК, Ом	rК, Ом	хК, Ом	UК%	UКА%	UКR%

 

После проведения опыта установить модули в исходное состояние, выключить автоматы QF2, QF1.

 

Из-за погрешности измерения активной мощности при опыте короткого замыкания Р_К, значения индуктивного сопротивления х_К= могут получиться отрицательными.

В этом случае потери короткого замыкания могут быть получены через сопротивления обмоток трансформатора:

; ,

где k – коэффициент трансформации трансформатора (Приложение А).

 

Расчетные данные.

Коэффициент мощности при опыте короткого замыкания

сosφ_1К = .

Полное, активное и индуктивное сопротивления трансформатора при опыте короткого замыкания (приводят к расчетной рабочей температуре 75⁰ С)

z_К = ; r_К = ; х_К = ;

r_{К 75}⁰ = r_К ; z_{К 75}⁰ = .

Напряжение короткого замыкания в процентах, активная и реактивная составляющие, %

U_К% = ; U_КА% = ; U_КR% = .

 

1.2 Опыт холостого хода

 

Опыт холостого хода проводится при номинальном напряжении первичной обмотки и разомкнутой вторичной обмотке трансформатора.

Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рисунке 1.2.

 

Рисунок 1.2 – Схема для проведения опыта холостого хода

 

Первичная обмотка трансформатора подключена через модуль МИМ и датчик тока к выходам ~U модуля автотрансформатора, который запитывается от модуля питания.

К выходам вторичной обмотки трансформатора подключен датчик напряжения.

Выходы датчиков тока и напряжения соединяются со входами A1 и A2 модуля ввода/вывода.

 

Опыт проводится в следующем порядке:

– включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;

– включить кнопку «Сеть» МИМ.

– перевести переключатель SA1 модуля автотрансформатора переводится в верхнее положение и рукояткой устанавливается выходное напряжение ~220В.

– необходимые данные заносятся в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2

Данные опыта

Расчетные данные

U1, В

I0, А

Р0, Вт

U20, В

К

сosφ0

zm, Ом

rm, Ом

хm, Ом

I0*

 

После проведения опыта отключить автоматы QF1, QF2 и установить модули в исходное состояние.

 

 

Расчетные данные.

Коэффициент трансформации трансформатора

.

Полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура «Т»-образной схемы замещения трансформатора, Ом

z_m ≈ z₀ = ; r_m ≈ r₀ = ; х_m ≈ х₀ = .

Коэффициент мощности при опыте холостого хода трансформатора

сosφ₀ = .

Ток холостого хода трансформатора в долях номинального тока первичной обмотки трансформатора

I₀* = ,

где I_1Н – номинальный ток первичной обмотки трансформатора, А

I_1Н = ,

 

1.3 Внешние характеристики трансформатора

 

Внешние характеристики представляют собой зависимости вторичного напряжения трансформатора от тока нагрузки U₂=f(I₂) при U₁=U_1Н=const; сosφ₂=const. Для снятия данных характеристик собирается схема, показанная на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора

 

Однофазный трансформатор подключается к выходам ~220В модуля питания. Для создания нагрузки во вторичную цепь трансформатора включается регулируемое сопротивление RP2. Контроль параметров в первичной обмотке осуществляется с помощью датчиков тока и напряжения силового модуля (СМ).

Выходы датчиков тока и напряжения соединяются с входами A1 и A2 модуля ввода/вывода.

Параметры вторичной цепи контролируются с помощью МИМ.

Сопротивление RР2 модуля однофазного трансформатора устанавливают переключателем SА2 в положение «∞», что соответствует режиму холостого хода трансформатора.

 

Опыт проводится в следующем порядке.

Последовательным включением автоматических выключателей QF1, QF2 подать напряжение ~220В на трансформатор.

Изменением положения переключателя SA2 (ОдТр) изменять ток вторичной обмотки до значения

I_2Н = .

Данные опыта заносят в таблицу 1.3.

 

Таблица 1.3

Данные опыта	Расчетные данные
U1, В	U2, В	I2, В	Ктр	Kнг	I1, А

 

После проведения опыта вернуть модули в исходное состояние, отключить автоматы QF2, QF1.

 

По расчетным данным можно построить внешнюю характеристику трансформатора и зависимость КПД трансформатора от коэффициента нагрузки

К_НГ = .

Опытную и расчетную внешние характеристики трансформатора следует представить на одном графике и проанализировать их.

Расчетное значение вторичного напряжения U₂ при нагрузке в зависимости от коэффициента нагрузки находят из выражения

U₂ = U₂₀(1 - ),

где U₂₀ – напряжение вторичной обмотки трансформатора на холостом ходу (принимается из опытных данных), В.

Процентное изменение вторичного напряжения трансформатора

∆U% = К_нг(U_КА%∙сosφ₂ + U_КR%∙sinφ₂),

где сosφ₂ = 1 для чисто активной нагрузки.

 

1.4 Коэффициент полезного действия трансформатора

 

Коэффициент полезного действия трансформатора определяют только расчетным путем

η = ,

где Р_0Н – потери холостого хода при номинальном напряжении первичной обмотки трансформатора, Вт;

Р_К.Н.75 – потери короткого замыкания при номинальном токе, приведенные к температуре 75⁰ С, Вт

Р_К.Н.75 = .

 

1.5 Ток внезапного короткого замыкания

 

По данным опыта короткого замыкания и найденным параметрам расчетным способом могут быть определены установившийся и ударный ток внезапного короткого замыкания, А

I_КН = I_1Н ,

i_КУ = .

По этим же данным можно построить кривую тока внезапного короткого замыкания в пределах 4…6 периодов для начальной фазы включения α_К=0, приняв φ_К ≈ 90⁰.

Уравнение кривой тока:

i_К = i_К’ + i_К’’ = - .

 

Контрольные вопросы

 

1. Почему ток холостого хода трансформатора очень мал и составляет несколько процентов от номинального тока?

2. Как объяснить, что при опыте короткого замыкания I_1К ≈ I`_2К?

3. Чем объяснить, что КПД трансформатора, как правило, определяют расчетным способом?

ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

 

Цель работы

 

Ознакомиться со способами пуска двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, исследовать механические, рабочие и регулировочные свойства двигателя.

 

Программа работы

 

1. Изучить схему для экспериментального исследования электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения (в дальнейшем изложении ДПТПВ), состав и назначение модулей, используемых в работе.

2. Собрать схему для экспериментального исследования ДПТПВ. Провести пробное включение.

3. Снять естественную механическую характеристику.

4. Снять искусственную механическую характеристику при введении сопротивления в цепь якоря.

5. Снять искусственную механическую характеристику при ослаблении магнитного потока.

6. Снять рабочие характеристики ДПТПВ.

7. Снять регулировочные характеристики двигателя при изменении напряжения, подводимого к зажимам двигателя.

8. Снять регулировочные характеристики двигателя посредством ослабления магнитного потока.

9. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.

 

Пояснения к работе

 

В лабораторной работе используются следующие модули:

– модуль питания стенда (МПС);

– модуль питания (МП);

– модуль автотрансформатора (ЛАТР);

– силовой модуль (СМ);

– модуль добавочных сопротивлений №1 (МДС1);

– модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);

– модуль ввода/вывода (МВВ).

 

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:

– переключатель SA1 модуля ЛАТР установить в нижнее положение, ручку автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки;

– переключатель SA1 МДС1 установить в положение «¥»;

– переключатель SA1 МДС2 установить в положение «0»;

– переключатель SA2 МДС2 установить в положение «0».

Исследуемая машина постоянного тока входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемую машину постоянного тока М2, нагрузочную машину – машину переменного тока – М1 и импульсный датчик скорости М3.

Для проведения работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа.

 

3.1 Естественная механическая характеристика ДПТПВ

 

Естественная механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя и отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря: n=f(M_Н) при U=const, i_В=const и R_ДЯ=0.

Схема для снятия естественной механической характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема для снятия естественной механической характеристики

 

Якорная цепь через добавочное сопротивление RP1 модуля МДС2 и обмотка возбуждения через добавочное сопротивление RP2 модуля МДС2 двигателя постоянного тока подключается к регулируемому источнику постоянного тока модуля ЛАТР.

Асинхронный двигатель подключается через добавочные сопротивления (МДС1) непосредственно к сети (МП) (асинхронная машина работает в режиме асинхронного генератора).

Значения тока якоря I_Я, напряжения якоря U_Я, частоту вращения наблюдать на экране персонального компьютера. Для этого выходы датчиков тока и напряжения, а также выход ПЧН силового модуля соединяются с входами A1, A2, A3 модуля ввода/вывода.

Значение частоты вращения можно наблюдать на индикаторе силового модуля.

 

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

– переключатель SA1 модуля автотрансформатора перевести в верхнее положение;

– ручкой автотрансформатора установить номинальное напряжение U_я = U_н = 220 В, произвести первое измерение;

– переключателем SA1 модуля МДС1 вводить сопротивления, тем самым нагружая ДПТ до тех пор, пока ток якоря не достигнет 1,5А. Внимание! SA1 не выводить в положение «0»;

– при увеличении скорости ДПТПВ следует остановить ДПТ, отключить автомат QF2, и изменить направление вращения асинхронного генератора (поменять местами фазы «А» и «В»).

Данные опыта занести в таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1

n, об/мин
IЯ, А
UЯ, В
, рад/с
, В∙с/рад

 

После проведения опыта ручку автотрансформатора вывести против часовой стрелки, переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF2, QF1.

 

Расчетные данные.

Ток, протекающий по обмотке возбуждения, А

,

где U_В – напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, В;

R_ОВ – сопротивление обмотки возбуждения (Приложение Б), Ом.

Момент, развиваемый электродвигателем, Н∙м

,

,

где – частота вращения электродвигателя, рад/с.

 

3.2 Искусственная механическая характеристика ДПТПВ при введении сопротивления в цепь якоря

 

Искусственная механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя при введении дополнительного сопротивления в цепи якоря: n=f(M) при U=const, i_В=const.

Схема для снятия искусственной механической характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, представлена на рисунке 3.1.

 

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;

– ручкой автотрансформатора установить номинальное напряжение U_я=U_н=220В;

– переключатель SA1 модуля МДС2 установить в положение отличное от нуля, произвести первое измерение;

– переключателем SA1 модуля МДС1 вводить сопротивления, тем самым, нагружая ДПТ до тех пор, пока ток якоря не достигнет 1,5I_ЯН. Внимание! SA1 не выводить в положение «0»;

– при увеличении скорости ДПТПВ следует остановить ДПТ, отключить автомат QF2, и изменить направление асинхронного генератора (поменять местами фазы «А» и «В»).

Данные опыта занести в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.2

RДЯ =
n, об/мин
IЯ, А
UЯ, В
, рад/с
, В∙с/рад

 

После проведения опыта ручку автотрансформатора вывести против часовой стрелки, переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF2, QF1.

 

3.3 Искусственная механическая характеристика ДПТПВ при ослаблении магнитного потока

 

Искусственная механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении напряжения на зажимах двигателя при введении дополнительного сопротивления в цепь обмотки возбуждения: n=f(M) при U=const, i_в=const.

 

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;

– ручкой авт