Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.

Лабораторное занятие №1.

Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.

Цель занятия. Изучить конструкцию генератора постоянного тока независимого возбуждения и приобрести практические навыки при снятии и построении основных характеристик; изучить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о генераторах постоянного тока независимого возбуждения.

 

 

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя, записать их паспортные данные и данные измерительных приборов.

2. Проверить работоспособность стенда.

3. Снять данные и построить характеристику х.х. генератора и определить коэффициент магнитного насыщения.

4. Снять данные и построить нагрузочную характеристику генератора при номинальном токе нагрузки; построить характеристический треугольник при номинальном напряжении генератора и установить величину тока возбуждения, которая идет на компенсацию размагничивающего действия реакции якоря.

5. Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

6. Снять данные и построить регулировочную характеристику.

7. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

 

Паспортные данные

 

Генератор – машина постоянного тока Д-200

Двигатель – машина постоянного тока Д-200

Номинальная мощность	200Вт
Напряжение питания	27В
Номинальный момент на валу	0,69 Н*м
Номинальный ток якоря	10А
Номинальная угловая скорость	288 рад/с (2750 об/мин)
Режим работы	S1
Сопротивления якоря при 20°C	0,127Ом
Сопротивление обмотки возбуждения при 20°C	12,4ОМ

 

Схема соединений

 

 

Характеристика холостого хода

Iв, А
Евос, В
Енис, В

 

 

Нагрузочная характеристика

U/Uном	1,15	1,0	0,85	0,75	0,5
U, В
Iа=Iном, А
Iв, А

 

Внешняя характеристика

 

U, В
Iн, А

 

 

Регулировочная характеристика

U, В
Iн, А
Iв, А

 

4. Вывод:

Лабораторное занятие №2

Исследование работы генератора постоянного тока параллельного возбуждения

Цель занятия. Изучить конструкцию генератора постоянного тока параллельного возбуждения и приобрести практические навыки при снятии и построении основных характеристик; получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о генераторах постоянного тока параллельного возбуждения.

 

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя, и их паспортными данными и измерительных приборов.

2. Проверить работоспособность стенда.

3. Снять данные и построить характеристику х.х. генератора

4. Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

5. Снять данные и построить регулировочную характеристику.

6. Снять данные и построить характеристику самовозбуждения

7. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

 

Паспортные данные

 

Генератор – машина постоянного тока Д-200

Двигатель – машина постоянного тока Д-200

Номинальная мощность	200Вт
Напряжение питания	27В
Номинальный момент на валу	0,69 Н*м
Номинальный ток якоря	10А
Номинальная угловая скорость	288 рад/с (2750 об/мин)
Режим работы	S1
Сопротивления якоря при 20°C	0,127Ом
Сопротивление обмотки возбуждения при 20°C	12,4ОМ

 

Схема соединений

Внешняя характеристика

 

U, В
Iн, А

 

Подготовка к занятию. Повторить из учебника М.М. Кацман. «Электрические машины» - М.: «Высшая школа» 1994г с.

4. Вывод: Я изучил устройство генератора постоянного тока параллельного возбуждения и приобрёл практические навыки в опытном исследовании генератора по определению его основных характеристик.

 

 

Лабораторное занятие №3

Паспортные данные

 

Генератор – машина постоянного тока Д-200

Двигатель – машина постоянного тока Д-200

Номинальная мощность	200Вт
Напряжение питания	27В
Номинальный момент на валу	0,69 Н*м
Номинальный ток якоря	10А
Номинальная угловая скорость	288 рад/с (2750 об/мин)
Режим работы	S1
Сопротивления якоря при 20°C	0,127Ом
Сопротивление обмотки возбуждения при 20°C	12,4ОМ

 

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя, и их паспортными данными и измерительных приборов.

2. Проверить работоспособность стенда

1. Снять и построить рабочие характеристики двигателя.
2. Снять и построить регулировочную характеристику.
3. Составить отчет и сделать вывод о проделанной работе.

Рабочие характеристики М=f(I), ω=f(I), η=f(I)

U, B
Ia, A
Iв, A
Iг, A
ω, рад/с
М, Н·м
Р1, Вт
Р2, Вт
η, %

Исходные формулы: М= С·Ir, C= U/ω (U, ω из паспортных данных), Р₁=U(I_a+I_в), Р₂=М·ω, η=(Р₂/Р₁) 100% I_н=I_а+I_в

 

М, (Н·м), ω (рад/с)

η (%)

 

I_н

 

 

Регулировочная характеристика

Iв, A
ω, рад/с

 

 

ω (рад/с)

 

I_в

Подготовка к работе. Повторить теоретический материал: учебник А.А. Дайлидко. Электрические машины тягового подвижного состава – М.: Желдориздат, 2000. – 404с. С.9-19,48-59, 94-106.

5. Вывод:: В результате проведения лабораторной работы я изучил устройство двигателя постоя нного тока и снял его рабочие характеристики.

 

Лабораторное занятие №4

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией нагрузочного генератора и исследуемого двигателя, и их паспортными данными и данными лабораторного стенда

2. Проверить работоспособность стенда

3. Снять и построить электромеханические характеристики двигателя.

4. Построить характеристики и сделать вывод о проделанной работе.

 

Паспортные данные

 

Генератор – машина постоянного тока Д-200

Двигатель – машина постоянного тока МБП-3А.

Д-200
Номинальная мощность	200Вт
Напряжение питания	27В
Номинальный момент на валу	0,69 Н*м
Номинальный ток якоря	10А
Номинальная угловая скорость	288 рад/с (2750 об/мин)
Режим работы	S1
Сопротивления якоря при 20°C	0,127Ом
Сопротивление обмотки возбуждения при 20°C	12,4ОМ
МБП-3А
Напряжение питания	27 В
Потребляемый ток	11 А
Угловая частота вращения	819±42 рад/с
Частота вращения	7800±400 об/мин
Момент на валу	0,196 Н·м

 

 

Схема соединений

Ход работы

Электромеханические характеристики

 

U, B
I, A
ω, рад/с
Ir
M, Н·м
Р1, Вт
Р2, Вт
η, %

С= U/ω (U, ω из паспортных данных), M=C·I_r; P₁=UI; P₂=Mω; η=(P₂/P₁)100%

 

М, Н·м

ω, рад/с

η, %

 

I, A

Подготовка к работе. Литература: М.М. Кацман. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1995, с. 362-364, 374-377.

4. Вывод: Я изучил устройство двигателя постоянного тока последовательного возбуждения и приобрёл навыки во включении и регулировке двигателя, а также снятии его характеристик.

 

Лабораторное занятие №5

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией нагрузочного генератора и исследуемого двигателя, и их паспортными данными и данными лабораторного стенда

2. Проверить работоспособность стенда

3. Снять и построить электромеханические характеристики двигателя.

4. Выбрать масштаб и построить характеристики.

5. Сделать вывод о проделанной работе.

 

Схема соединений

 

 

U, B
I, A
ω, рад/с
I, A
М, Н·м
Р1, Вт
Р2, Вт
η, %
Соs φ

 

Расчетные формулы

 

М=С·I_г; С=U/ω (U и ω из паспортных данных); Р₂ = М·ω; Р₁=3U·I·cosφ; η=(P₂/P₁)·100%

 

ω, М cos φ; η

рад/с; Н·м %

 

P₂

 

Подготовка к работе. А.А. Дайлидко. Электрические машины ТПС.. М.: Желдориздат, 2000. –с. 218-228

Вывод: Я изучил конструкцию трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и освоил приёмы экспериментального исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и освоил приёмы экспериментального исследования асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки.

 

Лабораторное занятие №6

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией исследуемого двигателя, его паспортными данными и данными лабораторного стенда

2. Проверить работоспособность стенда

3. Произвести прямое включение в сеть и записать значение пусковых и рабочих токов (рис.1).

4. Выполнить пуск в ход, используя индуктивное сопротивление. Записать значения пусковых и рабочих токов (рис.2).

5. Осуществить пуск в ход переключением обмоток статора со Y на Δ (рис. 3).

6. Сравнить способы пуска и определить кратность пусковых токов?

7. Сделать вывод о проделанной работе.

 

Схема соединений

 

Рис.1 Рис.2 Рис.3

 

	Iп	IH	К=Iп/Iн
Рис. 1
Рис.2
Рис.3

Литература: А.А. Дайлидко. Электрические машины ТПС.. М.: Желдориздат, 2000. –с.228-236.

В выводе необходимо дать сравнительную оценку пусковым свойствам асинхронного двигателя при различных способах пуска, рассмотренных в лабораторном занятии.

Вывод:

Лабораторное занятие №7

Программа работы.

6. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя, и их паспортными данными и измерительных приборов.

7. Проверить работоспособность стенда.

8. Снять данные и построить характеристику х.х. генератора

9. Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

10. Снять данные и построить регулировочную характеристику.

11. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

 

Схема соединений:

 

 

Внешняя характеристика

 

U, В
Iн, А

 

Вывод.

 

Литература. Кацмаен М.М. Электрические машины. – М.: Высшая школа, 2000, с. 327-324; 352-358.

Контрольные вопросы.

1. Каков принцип действия синхронного генератора?

2. Какие способы возбуждения применяют в синхронных генераторах?

3. Какова конструкция синхронных машин с явнополюсными и неявнополюсными роторами?

4. Почему характеристика х.х. синхронного генератора, снятые при различных видах нагрузки не совпадают?

5. Как влияет реакция якоря на характеристики генератора?

6. Можно ли регулировать напряжение синхронного генератора изменением частоты вращения ратора?

 

 

Лабораторное занятие №8

Цель занятия. Ознакомиться с устройством трехфазного трансформатора; усвоить практические приемы лабораторного исследования трансформатора методами холостого хода, короткого замыкания и под нагрузкой.

Лабораторное оборудование. Лабораторный стенд, состоящий из приборного блока и двух трансформаторов.

Программа занятия

 

1. Ознакомиться с конструкцией исследуемого трансформатора, его паспортными данными и данными лабораторного стенда

2. Проверить работоспособность стенда.

3. Выполнить опыт х.х. трансформатора.

4. Вылнить опыт к.з. трансформатора.

5. Используя опыты х.х. и к.з. трансформатора вычислить его КПД.

6. Выполнить опыт нагрузки и построить график η=f (P₂) и η= f(β)

7. Составить отчет и сделать вывод о проделанной работе.

Схема соединений

Опыт холостого хода и нагрузки

 

Измерено	Вычислено	Прим.
U1 B	I1 А	P1 Вт	U2 В	I2 А	P2 Вт	Cos φ1	Cos φ1	η, %
									Х.х.
									Нагр.

 

Опыт короткого замыкания

 

Uk, B	I1, A	Pк,	I2, A

Формулы для вычисления

Cos φ₁ =P₁/(3U₁ I₁); Cos φ₂ =P₂/(3U₂ I₂); η=P₂/P₁; - для нагрузки.

КПД по методу хх и кз.

η = ((3β U₁ I₁cosφ₁ – P₀ – β² P_k) / (3β U₁ I₁Cos φ₁)·100%

 

β₁= 0,2; β₂ = 0,5; β₃ = 0,7; β₄ = 1,0.

 

Литература. Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа, 2000г, с2-56

 

 

Зависимость η=f (P₂) – при нагрузке

η, %

Р₂

КПД при хх и кз

η, %

β

Вывод.

Контрольные вопросы.

1. Каков принцип действия трансформатора?

2. Каково устройство трехфазного трансформатора?

3. Что такое коэффициент трансформации и как его определить опытным путем?

4. Почему с увеличением первичного напряжения при опыте хх коэффициент мощности уменьшается?

5. Какие основные величины определяют при опыте хх?

6. Какие основные величины определяют при опыте кз?

7. Почему при опыте кз ток первичной обмотки достигает номинального значения при напряжении в несколько раз меньше номинального?

8. Определите, на сколько процентов возрастают магнитвые потери в исследованном Вами трансформаторе при увеличении первичного напряжения на 10% сверх номинального?

 

 

Лабораторное занятие №7

Программа занятия

1. Ознакомиться с лабораторным стендом и объяснить, как образуются группы соединений трансформатора.

2. Собрать схему Y/Y по рис. 1; после проверки преподавателем подайте напряжение на трансформатор и измерьте величины напряжений вольтметром.

3. Собрать схему Y/Y по рис. 2; после проверки преподавателем подайте напряжение на трансформатор и измерьте величины напряжений вольтметром.

4. Собрать схему Y/Y по рис. 3; после проверки преподавателем подайте напряжение на трансформатор и измерьте величины напряжений вольтметром.

5. Собрать схему Y/Y по рис. 4; после проверки преподавателем подайте напряжение на трансформатор и измерьте величины напряжений вольтметром.

6. Построить векторные диаграммы по измеренным значениям напряжений для всех четырех групп соединений.

7. С. Помощью механических часов определить полученные группы соединений.

8. Сделать расчеты значений напряжений в табл. 2 и сравнить с измеренными значениями.

9. Сделать вывод о проделанной работе.

Таблица 1

 

Схема	Напряжения	K=UВн/UНн
U1	U2	UВв	UСс	UВс
Рис. 1
Рис.. 2
	U1	U2	UВу	UСz	UBz
Рис. 3
Рис. 4
Таблица 2
№ схемы	Формула	Результаты расчета
Рис. 1	UВв= UСс = Uав (k-1) K= UАВ/ Uав
Рис.. 2	UВв = UСс= Uxy(k+1)
Рис. 3	UВв= UСс= Uав√1-√3 k+ k^2
Рис. 4	UВв= UСс= Uав√1+√3 k+ k^2

 

Литература. М.М. Кацман. Электрические машины. – М.: Высшая школа, 2000г

Контрольные вопросы.

1. Чем определяется группа соединения трансформатора?

2. Какие группы соединения могут быть получены при одинаковой схеме соединения обмоток?

3. Какие схемы соединений называют основными, а какие производными?

4. Каким образом из основных групп соединения можно получить производные?

5. Для чего нужна перемычка между клеммами А-а, А-а?

6. Расскажите о порядке построения векторных диаграмм?

7. Каковы условия параллельной работы трансформаторов?

8. От чего зависит распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами?

 

Лабораторное занятие №1.

Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.

Цель занятия. Изучить конструкцию генератора постоянного тока независимого возбуждения и приобрести практические навыки при снятии и построении основных характеристик; изучить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о генераторах постоянного тока независимого возбуждения.

 

 

Программа работы.

1. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя, записать их паспортные данные и данные измерительных приборов.

2. Проверить работоспособность стенда.

3. Снять данные и построить характеристику х.х. генератора и определить коэффициент магнитного насыщения.

4. Снять данные и построить нагрузочную характеристику генератора при номинальном токе нагрузки; построить характеристический треугольник при номинальном напряжении генератора и установить величину тока возбуждения, которая идет на компенсацию размагничивающего действия реакции якоря.

5. Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

6. Снять данные и построить регулировочную характеристику.

7. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

 

Паспортные данные

 

Генератор – машина постоянного тока Д-200

Двигатель – машина постоянного тока Д-200

Номинальная мощность	200Вт
Напряжение питания	27В
Номинальный момент на валу	0,69 Н*м
Номинальный ток якоря	10А
Номинальная угловая скорость	288 рад/с (2750 об/мин)
Режим работы	S1
Сопротивления якоря при 20°C	0,127Ом
Сопротивление обмотки возбуждения при 20°C	12,4ОМ

 

Схема соединений