Методические указания к лабораторной работе

Методические указания к лабораторной работе

«Генератор постоянного тока независимого возбуждения»

(П1)

По курсу «Электрические машины»

(для студентов электротехнических специальностей)

 

Алчевск, 2006

УДК 621.313

 

Методические указания к лабораторной работе «Генератор постоянного тока независимого возбуждения» по курсу «Электрические машины» (для студентов электротехнических специальностей) /Сост.: Л.Н.Комаревцева, И.А. Цодик, А.П. Овчар, Т.П. Заблодская. – Алчевск: ДонГТУ, 2006. – 36 с.

 

Приведена программа испытаний генератора постоянного тока независимого возбуждения, методические указания к построению характеристик генератора по экспериментальным данным и графическим путем, приведены вопросы для самоподготовки к отработке и защите лабораторной работы, требования охраны труда при проведении экспериментальных исследований.

 

Составители: Л.Н. Комаревцева, доц.,

И.А. Цодик, доц.,

А.П. Овчар, доц.,

Т.П. Заблодская, ст. препод.

 

Отв. за выпуск Н.Н. Заблодский, доц.

Ответственный редактор Л.Н. Комаревцева, доц.

 

 

УДК 621.313

 

Методичні вказівки до лабораторної роботи «Генератор постійного струму незалежного збудження» по курсу «Електричні машини» (для студентів електротехнічних спеціальностей) /Укл.: Л.М.Комаревцева, І.А. Цодік, О.П. Овчар, и Т.П. Заблодська. – Алчевськ: ДонДТУ, 2006. – 36 с.

 

Приведено програму випробувань генератора постійного струму незалежного збудження, методичні вказівки до побудови характеристик генератора за експериментальними даними і графічним шляхом, приведені питання для самопідготовки до відробітку і захисту лабораторної роботи, вимоги охорони праці при проведенні експериментальних досліджень.

 

Укладачі: Л.М. Комаревцева, доц.,

І.А. Цодік, доц.,

О.П. Овчар, доц.,

Т.П. Заблодська, ст. викладач

 

Відповідальний за випуск М.М. Заблодський, доц.

Відповідальний редактор Л.М. Комаревцева, доц.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА П-1

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

 

Цель работы – изучить методы экспериментальных исследований генератора постоянного тока с независимым возбуждением, экспериментально исследовать его основные характеристики.

В результате проделанной работы студент должен

знать:

- устройство и принцип действия генераторов постоянного тока с независимым возбуждением;

- назначение, область применения, основные явления, протекающие в генераторе при нагрузке;

- мероприятия по технике безопасности, которые обеспечивают безопасную работу с электрооборудованием;

уметь:

- проводить экспериментальные исследования генератора постоянного тока независимого возбуждения путем снятия его основных характеристик;

- проводить анализ явлений в генераторе, давать оценку влияния реакции якоря на характеристики генератора, применять безопасные приемы работы с электрооборудованием.

 

ПРОГРАММА испытаний

1.1 Ознакомиться с лабораторным стендом, особенностями и возможностями его электрической схемы. Записать паспортные данные исследуемого генератора и приводного двигателя, а также величину активного сопротивления цепи обмотки якоря r_a.

1.2 Собрать схему согласно рисунку В.1-В2 (стол №1) или рисунку В.2-3-В4 (стол №2) Приложения В.

 

1.3 Провести экспериментальные исследования

 

1.3.1 Снять характеристику холостого хода

 

при ,

 

1.3.2 Снять нагрузочные характеристики

 

при ,

Провести два опыта и снять характеристики при двух значениях тока якоря:

 

 

1.3.4 Снять внешние характеристики

 

1.3.4.1 Генератора при независимом возбуждении

 

при i_в = const;

1.3.4.2 Генератора при параллельном возбуждении

 

при

и при отсутствии регулирования в цепи обмотки возбуждения

 

Внешние характеристики снять для режимов возрастающей и убывающей нагрузки.

 

1.3.5 Снять регулировочную характеристику

 

при ;

 

1.3.6 Снять характеристику короткого замыкания

 

при ;

 

 

К построению регулировочной характеристики

Регулировочную характеристику при , построить по данным таблицы 2.4.

 

Содержание отчета

Отчет должен содержать схему экспериментальной установки, паспортные данные исследуемого генератора и приводного двигателя, таблицы с экспериментальными данными. Характеристики генератора должны быть построены с выполнением требований ДСТУ 3008-95.

Отчет для специальности 6.092206 «электрические машины и аппараты» должен содержать внешнюю и регулировочную характеристики, которые построены по экспериментальным данным, а также аналогичные характеристики, построенные по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику.

Кроме этого отчет должен содержать характеристику короткого замыкания, по которой следует построить характеристический треугольник короткого замыкания.

Заключение по результатам лабораторной работы должно содержать анализ характеристик и влияния на них падения напряжения на внутреннем сопротивлении цепи якоря генератора, а также анализ влияния реакции якоря.

 

6. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе с использованием ПЭВМ

Оформление отчета удобно проводить с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, которые также позволяют построить и графики изменения исследуемых величин, хорошо сочетаются с Microsoft Word.

Таблицы и графики должны быть оформлены в соответствии с требованиями ДСТУ 3008-95, которые приведены в [3].

На графиках должна быть нанесена сетка, оси должны содержать указания переменных, которые представлены на них.

 

ПЛАН-ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ОТРАБОТКЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Для получения допуска к лабораторной работе необходимо знать схему лабораторного стенда, ее особенности, принцип действия генератора постоянного тока независимого возбуждения, порядок проведения опытов, составляющих программу лабораторной работы, а также технику безопасности при проведении опытов.

При подготовке к отработке лабораторной работы прочтите конспект лекций по данной теме или проработайте по учебнику соответствующие разделы.

Усвоение темы проверьте по следующим вопросам:

 

 

7.1 Конструкция генератора постоянного тока.

 

7.2 Принцип действия генератора постоянного тока независимого возбуждения. Какую роль выполняет обмотка возбуждения в реализации принципа действия генератора?

 

7.3 Какая машина является приводным двигателем исследуемого генератора?

 

7.4 Каким образов в данной лабораторной работе осуществляется нагрузка генератора?

 

7.5 Каким образом снимаются характеристики холостого хода. Почему при снятии каждой ветви характеристики холостого хода ток возбуждения следует изменять только в одну сторону?

 

7.7 Каким образом снимаются нагрузочные характеристики генератора?

 

7.7 Каким образом снимаются регулировочные характеристики генератора?

 

7.8 От чего зависит величина напряжения на зажимах генератора, работающего на холостом ходу?

 

 

ПЛАН-ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Прочтите конспект лекций по данной теме и проработайте по учебнику соответствующие разделы.

Повторите вопросы раздела 6 данных методических указаний.

Качество усвоения основных положений темы проверьте по следующим вопросам.

 

8.1 Объясните назначение коллектора в генераторе постоянного тока.

8.2 Объясните, каким образом положение щеток на коллекторе определяет величину напряжения на зажимах якоря нагруженного генератора.

 

8.3 Реакция якоря генератора постоянного тока, от чего зависит характер ее воздействия на величину напряжения на зажимах нагруженного генератора?

 

8.4 Математическая модель генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.

 

8.5 Как у генератора получить продольную реакцию якоря? Какое воздействие будет оказывать продольная реакция якоря на величину напряжения на зажимах генератора постоянного тока с независимым возбуждением?

 

8.6 Как у генератора получить поперечную реакцию якоря? Какое воздействие будет оказывать поперечная реакция якоря на величину напряжения на зажимах генератора?

 

8.7 Какую реакцию якоря имеют генераторы постоянного тока, у которых имеются добавочные полюса? Какое воздействие в этом случае оказывает реакция якоря на величину напряжения на зажимах генератора?

 

8.8 Какую реакцию якоря имеют генераторы постоянного тока, у которых нет добавочных полюсов? Какое воздействие в этом случае оказывает реакция якоря на величину напряжения на зажимах генератора?

 

8.9 Как построить характеристический треугольник по двум характеристикам: характеристике холостого хода и нагрузочной характеристике?

 

8.10 Как построить характеристический треугольник короткого замыкания? В каком случае генератор постоянного тока не будет иметь характеристического треугольника короткого замыкания?

 

8.11 Почему внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением имеет нелинейный характер?

 

8.12 В каком случае генератор постоянного тока будет иметь поперечную реакцию якоря? Как поперечная реакция якоря влияет на процессы коммутации генератора?

 

8.13 Роль добавочных полюсов в машине постоянного тока?

8.14 Регулировочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения? Почему она носит нелинейный характер?

 

8.15 Как построить внешнюю характеристику генератора по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику?

 

8.16 Как построить регулировочную характеристику генератора по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику?

 

8.17 Объясните, почему различаются внешняя и регулировочная характеристики снятые экспериментальным путем и построенные по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику, соответственно?

 

8.18 Какими характеристиками определяются свойства генераторов постоянного тока?

 

8.19 Объясните причины, вызывающие изменение напряжения на зажимах генератора с ростом тока нагрузки при неизменном токе возбуждения и частоте вращения генератора (при обосновании ответа используйте математическую модель генератора постоянного тока).

 

8.20 Объясните, почему характеристика холостого хода и нагрузочная характеристика генератора не совпадают? При обосновании ответа используйте математическую модель генератора постоянного тока.

 

Приложение А –Номинальные данные машин испытательных стендов

 

Таблица А.1 – Номинальные данные электрических машин испытательных

стендов

 

Параметры	Ед. изм.	Генератор постоянного тока	Асинхронный двигатель с к.з. ротором
Название	Обозна-чение
Номинальная мощность	Р2н	кВт	1,1	2,2
Номинальное напряжение	Uн	В	Постоянное	Переменное 660/380
Ток двигателя	Iн	A	5,9	5,2/3,0
Частота вращения	n	об/мин
Коэффициент полезного действия	η	%		81,3
Коэффициент мощности	cosφ	О.е.	–	0,8
Активное сопротивление	R	Ом	Обмотка якоря   Rа = 3,1	Фазы обмотки статора   R 1(75) = 6,8

 

 

Приложение В –Электрические схемы испытательных стендов

 

Рисунок В.1 – Электрическая схема асинхронной машины (стол №1)

 

Рисунок В.2 – Электрическая схема машины постоянного тока

(стол №1)

 

Рисунок В.3 – Электрическая схема машины постоянного тока (стол №2)

 

 

 

 

Рисунок В.4 – Электрическая схема асинхронной машины (стол №2)

 

Методические указания к лабораторной работе

«Генератор постоянного тока независимого возбуждения»

(П1)