Розподіл втрат у двигуні постійного струму

 

Метою роботи є вивчення властивостей двигуна постійного струму, шляхів передачі потужності та її втрат в елементах конструкції двигуна.

 

Підготовка до роботи

1.1 Вивчіть теоретичний матеріал по втратах потужності машини постійного струму, розрахунків ККД, використовуючи конспект лекції та відповідні розділи підручників.

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

 

Робоче завдання

2.1 3беpiть електричну схему (рисунок 7.1) та запросіть викладача для перевірки.

2.2 Запустіть двигун, натиснувши пускову кнопку лівого кнопочного посту, та виведіть двигун на природну характеристику. Шунтування пускового опору НЕ ВИКОНУВАТИ!

2.3 Bcтaновiть струм збудження 2,8; 2,5; 1,5; 1 А та, змінюючи напругу на якорі, для кожного зі струмів збудження встановіть частоту обертання 1200 об/хв. Запишіть показання приладів до таблиці 7.1.

2.4 Повторіть п.2.3 для кількох інших частот обертання за вказівкою викладача.

 

Методичні вказівки

3.1 Перед ввімкненням агрегату перевірте:

1) пусковий oпip повинен бути максимальним (лівий регулятор у крайньому положенні, якщо обертати його за годинниковою стрілкою);

2) oпip у колі якоря обмотки збудження повинен бути мінімальним (правий регулятор у крайньому положенні, якщо обертати його проти годинникової стрілки).

3.2 Вимірювані значення струму якоря лежать у межах 2-5 А, тому для підвищення точності вимірювання замініть стаціонарний амперметр у колі струму якоря на другий, з межею вимірювання 5 А.

3.3 Перед пуском перевipтe положення стрілок вимірювальних приладав, встановіть їх на нуль (якщо їx положення відмінні від нуля).

3.4 При малих значеннях струму збудження обертаючий момент невеликий, тому зміна частоти обертання, струму та напруги відбувається повільно. Перед тим, як записати дані приладів, переконайтеся, що вони не змінюються.

3.5 Експеримент потребує підвищеної ретельності вимірювань. Будьте уважні!

4 Обробка результатів

4.1 Розрахуйте споживану потужність, втрати потужності в обмотках якірного кола, у контакті щіток, втрати потужності в сталі та механічні.

4.1.1 Споживана потужністъ знаходиться, як

 

.

 

4.1.2 Втрати потужності на обмотках кола якоря знаходяться, як

 

,

 

де =1,810м.

 

4.1.3 Втрати потужності в електричному розрахунковому контакті щітoк знаходять у вигляді

 

.

 

Щіточний контакт нелінійний. У нашому випадку, коли щільність струму в контакті менша ніж 10 А/см², слід прийняти .

4.1.4 Визначення втрат у сталі та механічних втрат знаходять у вигляді piзниці

.

Дані розрахунків занесіть до таблиці 7.1.

4.2 Визначення механічних втрат знаходять розподілом втрат, визначених в п.4.1.4, графічним методом. Побудуйте в одній системі координат залежність кожної частоти обертання.

Заповніть таблицю 7.2 та побудуйте графік Р_МЕХ=f(n), провівши плавну криву за даними таблиці 7.2.

4.3 Визначення втрат у сталі. Заповніть таблицю 7.3, причому величину Р_МЕХ визначте із вже побудованого графіка Р_МЕХ=f(n), а значення (Р_МЕХ+Р_СТ) візьміть із таблиці 7.1. Побудуйте залежності Р_СТ=f(n) при рівних частотах обертання. При ретельному виконанні роботи та побудуванні графіків всі лінії перетинаються майже в одній точці - ця точка визначає додаткові втрати машини.

4.4 РозрахуйтеККД двигуна при струмі навантаження та частоті обертання, заданих викладачем.При розрахунках приймайте падіння напруги в щітках B.

4.5 Підготуйтеся до відповіді на всі поставлені питання.

4.5.1 Які втрати існують у машині постійного струму?

4.5.2 Як залежить кожен з видів втрат від струму навантаження, частоти обертання напруги?

4.5.3 У яких випадках враховуються втрати в обмотці збудження?

4.5.4 Як розрахувати ККД машини? Що для цього необхідно знати?

4.5.5 Як впливає на величину ККД наявність компенсаційної обмотки?

4.5.6 Як впливає на ККД товщина сталевих листів якоря?

4.5.7 Чому вважається, що втрати в станині та в головних полюсах дорівнюють нулю?

4.5.8 Що являють собою та як враховуються додаткові втрати?

4.5.9 Відомо, що в ТЕД, які живляться від випрямлячів, ККД декілька нижчий, ніж у таких же ТЕД, що живляться від мережі постійного струму. Чому?

4.5.10 Які значення ККД можуть вважатися нормальними для електричних машин постійного струму потужністю 5, 10, 50, 100, 500, 1000 кВт?

4.5.11 У яких випадках враховуються втрати на вентиляцію?

4.5.12 Які з втрат найвищі у відсотковому відношенні?

4.5.13 Назвіть умови максимума ККД в машинах постійного струму.

 

Таблиця 7.1 – Результати досліджень втрат потужності

iв, А	Дослід	Розрахунок
n, об/хв	Ia, А	U1, В	Р1, Вт	Р2, Вт	Рщ, Вт	(РСТ+РМЕХ), Вт

 

Таблиця 7.2 – Залежність механічних втрат від частоти обертання

n, об/хв
РМЕХ, Вт

 

 

Таблиця 7.3 – Залежність втрат у сталі від частоти обертання

iв, А	n, об/хв	(РCТ+РМЕХ), Вт	РМЕХ, Вт	РСТ, Вт

 

 

Рисунок 7.1 – Схема електрична

 

Лабораторна робота 8