Дослідження режиму динамічного гальмування

 

Метою роботи є вивчення впливу на режим динамічного гальмування величини опору навантаження та величини струму збудження.

 

Підготовка до роботи

1.1 Вивчіть теоретичний матеріал, використовуючи конспект лекцій та відповідні розділи підручників. Підготуйте бланк звіту з лабораторної роботи, використовуючи ці методичні вказівки.

Робоче завдання

2.1 Зберіть схему експерименту (рисунок 4.1) i запросіть викладача для перевірки.

2.2 Виконайте пуск двигуна, виведіть його на природну характеристику, виміряйте час гальмування при вільному вибігу, зафіксуйте час вибігу.

2.3 Виконайте пуск двигуна, виведіть його на природну характеристику i зробіть режим динамічного гальмування.

2.4 Повторіть дослід 2.2, виставляючи кожного разу новий oпip у колі якоря та вимірюючи протяжність гальмування. Занесіть результати до таблиці 4.1.

2.5 Виконайте пуск двигуна, виведіть його на природну характеристику, встановіть oпip у колі якоря за вказівкою викладача та здійсніть режим динамічного гальмування.

2.6 Повторіть дослід 2.5 3-4 рази, кожного разу вимірюючи струм у колі збудження та вимірюючи протяжність гальмування. Гальмування кожного разу починайте від однакової частоти обертання. Занесіть результати вимірювань до таблиці 4.2.

 

Методичні вказівки

3.1 Для запобігання пошкодження приладів та апаратури безпосередньо передкожним пуском двигуна перевірте:

1) пуско-гальмівний oпip (лівий регулятор) повинен бути максимальним;

2) oпip у колі збудження (правий регулятор) повинен бути мінімальним, а струм збудження - максимальним;

3) тумблер режиму повинен бути в положенні "Режим тяги";

4) без дозволу викладача не вмикайте амперметр, який вимірює струм якоря.

3.2 Пуск двигуна здійснюйте натиском на кнопку "ПУСК", вивід на природну характеристику - зменшенням пуско-гальмівного опору до нуля.

3.3 Встановлення необхідної величини гальмівного опору та самого режиму динамічного гальмування можна здійснювати тільки після того, коли тумблер режиму роботи переведений у положення "Режим торможения".

3.4 Величину гальмівного опору оцінюйте приблизно, виходячи з положення ковзунка регулятора. Повний oпip пуско-гальмівного опору - 17Ом.

3.5 При виконанні пункту 2.6 встановлюйте режим безпосередньо перед гальмуванням у такому порядку:

1) запустіть двигун тa виведіть його на природну характеристику;

2) зменшіть напругу на якорі до 50-60 В;

3) встановіть необхідний струм збудження;

4) регулюючи напругу на якорі, встановіть вибрану частоту обертання.

3.6 Режим гальмування та відрахунок часу починаються при натиску на кнопку "Тормоз". Закінчення режиму гальмунання визначайте по закінченні обертання вала. При зупинці машини кнопку "Тормоз" відпустіть. Секундомір зафіксує час гальмування.

3.7 При визначенні часу вільного вибігу спочатку натисніть на кнопку "СТОП", а потім зразу на кнопку "Тормоз".

 

Таблиця 4.1 – Час гальмування при різних опорах у колі якоря

(n = __об/хв, і_з = __ А)

Rгальм, Ом
Тгальм, с

 

Таблиця 4.2 – Час гальмування при різних струмах збудження

(n =___об/хв, R =___Ом)

Із, А
Тгальм, с

 

Час вільного вибігу, починаючи з частоти обертання ___об/хв, при і_з =__А.

 

Обробка результатів

 

4.1 Побудуйте графіки залежності часу гальмування від величини опору в колі якоря та струму збудження.

4.2 Поясніть поведінку одержаних залежностей.

4.3 Підготуйтеся до відповіді на всі поставлені питання.

4.3.1 Який режим електродвигуна називається режимом динамічного гальмування?

4.3.2 Як здійснити режим динамічного гальмування двигуна паралельного збудження, послідовного збудження?

4.3.3 Чому необхідно ввімкнення якоря на опір, а не замкнення накоротко?

4.3.4 Чи можна повністю загальмувати локомотив на ділянці без стиску двигуном, працюючим у режимі динамічного гальмування?

4.3.5 У яких випадках ефективніше динамічне гальмування: при великій чи малій частоті обертання двигуна? Чому?

 

4.3.6 Як збільшити гальмуючий момент динамічного гальмування при заданій частоті обертання?

4.3.7 У чому недолік динамічного гальмування з точки зору енергетичних втрат?

4.3.8 Як буде змінюватися швидкість локомотива, що рухається під схил без використання пневматичних гальмів, якщо його двигуни працюють у режимі динамічного гальмування?

4.3.9 Як можна регулювати величину гальмуючого моменту при динамічному гальмуванні?

4.3.10 У чому недолік динамічного гальмування з точки зору величини гальмуючого момента і часу гальмування?

 

 

Рисунок 4.1

 

 

Лабораторна робота 5

Дослідження двигуна постійного струму

З послідовним збудженням

 

Метою роботи є дослідження властивостей та характеристик двигуна з послідовним збудженням у режимах тяги, робота на штучних характеристиках, у режимі послабления магнітного поля головних полюсів.

 

Робота складається з двох частин: у першій виконується дослідження при повному магнітному пoлi головних полюсів, у другій - при послабленому полі.

 

Підготовка до роботи

1.1 Вивчіть теоретичний мaтеріал по двигунах послідовного збудження, використовуючи конспект лекції та відповідні розділи підручника.

1.2 Підготуйте бланк звіту з лабораторної роботи, використовуючи ці методичні вказівки.

 

2 Робоче завдання для частини I

2.1 Зберіть електричну схему, як показано на рисунку 5.1.

2.2 Здійсніть пуск двигуна, вийдіть на природну характеристику й розвантажте двигун, зменшуючи збудження на навантаженні генератора. У розвантаженому стані частота обертання не повинна перевищувати 2200 об/хв.

 

 

Рисунок 5.1 – Схема електрична

 

2.3 Запишіть вихідні дані приладів до таблиці 5.1. Навантажуйте двигун, збільшуючи навантаження генератора. Покази приладів внесіть до таблиці 5.1.

2.4 Поверніться у вихідне положения та введіть 1-3 ступеня опору в колі якоря.

2.5 Повторіть 2-3 рази цикл вимірювань за п. 2.3, змінюючи величину падіння напруги на додатковому oпopi.

 

Методичні вказівки

3.1 Для запобігання пошкодження приладів та обладнання перед пуском перевірте:

1) oпip у колі якоря повинен бути максимальним;

2) ключ шунтування обмотки збудження повинен бути розімкнутим;

3) регулятор збудження генератора (ковзунок праворуч на верхній панелі), а також oпip навантаження генератора ( регуляторправоруч на боковій стороні стенду) повинні бути в середньому положенні.

3.2 Перед пуском виберіть напрям обертання шляхом натиску кнопки на горизонтально розташованому кнопочному посту. Пуск здйснюйте шляхом натиску кнопки "Пуск" (вертикальний кнопочний пост).

3.3 Після пуску перевірте напругу на двигуні, при разі необхідності підрегулюйте її. Номінальна напруга на двигуні дорівнює 160 В.

3.4 Напругу на двигуні та падіння на додатковому oпopi виміряйте вольтметром U_∂,підключайте його до потрібних схем.

3.5Не допускайте зростання частоти обертання більше ніж 2200 об/хв.

3.6Не допускайте зростання струму якоря більше ніж 2,2 А.

3.7 У процесі роботи напруга на двигуні може змінюватися. При фіксуванні результатів підрегулюйте напругу так, щоб вона була рівною номінальній або заздалегідь встановленій за вказівкою викладача.

 

Обробка результатів

4.1 Розрахуйте за даними таблиці 5.1 значення потужності на валу двигуна, моменту, споживаної потужності, ККД, суму механічних втрат потужності та втрат потужності в сталі.

4.1.1 Потужність на валу двигуна розрахуйте, виходячи з балансу потужностей

 

.

 

Величину механічних втрат потужності генератора (Вт) та втрат механічних та в сталі визначайте в залежності від частоти обертання за емпіричною формулою

 

,

 

де n - частота обертання, об/хв.

Падіння частоти в ковзунковому контакті електрощіток 2ΔU=2В. Oпip якірного кола - 0,65Ом.

4.1.2 Величину моменту на валу визначайте за формулою

 

,

 

де М - момент на валу, Н/м;

Р - потужність, Вт;

n - частота обертання, об/хв.

4.1.3 Споживану потужність розрахуйте за формулою

 

.

 

 

4.1.4 Коефіцієнт корисної дії розрахуйте за формулою

 

.

 

4.2 Розрахуйте за даними таблиці 5.1 величину додаткового опору в кожному циклі вимірювань. Величину додаткового опору розрахуйте, використовуючи закон Ома для кожного струму двигуна (I_Г), усередніть отримані значення.

4.3 Розрахуйте втрати потужності в колі якоря двигуна Р_А, втрати в поточному oпopi Рэ_ЛЩ, втрати в додатковому oпopi P_R, механічні втрати та втрати в сталі затакими формулами:

 

 

,

 

де - oпip кола якоря, рівний 8,8Ом;

2ΔU=2B, як було відмічено;

- величина додаткового опору в колі якоря.

 

Результати розрахунків занесіть до таблиці 5.2.

4.4 Побудуйте природні та штучні швидкісні характеристики, залежності при різних значеннях , залежності кожного з видів втрат потужності від струму якоря для випадку, коли = 0.

4.5 Підготуйтеся до відповіді на всі поставлені питання.

4.5.1 Накресліть схему електричних з’єднань двигуна послідовного збудження, де є додаткові полюса, опір для послаблення поля та пуску.

4.5.2 Накресліть сімейство штучних характеристик.

4.5.3 Якщо у двигуна послідовного збудження відбудеться обрив обмотки збудження, то:

а) двигун піде в рознос;

б) двигун зупиниться;

в) побільшає струм якоря?

Вкажіть правильну відповідь.

4.5.4 Як зміниться струм якоря при введені опору до лацюга якоря двигуна, працюючого з постійним моментом?

4.5.5 Чим пояснюється широке застосування двигунів послідовного збудження у режимах тяги?

4.5.6 Чому додаткові опори у ланцюзі якоря вводяться тільки при пуску, гальмуванні?

4.5.7 Як здійснити режим динамічного гальмування двигуна з послідовним збудженням?

4.5.8 Як здійснити режим рекуперативного гальмування двигуна з послідовним збудженням?

4.5.9 Чим небезпечне скидання напруги у двигуна з послідовним збудженням?

4.5.10 Які ви знаєте способи пуску двигуна з послідовним збудженням?

4.5.11 Перелічіть види втрат двигуна з послідовним збудженням. Які з втрат не залежать від струму?