Электротехника и электроника

Электротехника и электроника

 

 

Сборник методических указаний

По выполнению лабораторных работ

для студентов дневного обучения

механико - технологического факультета

Специальность 0071900 ИСТ (230201)

 

 

Брянск 2009

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

Кафедра энергетики и автоматизации производственных процессов

 

 

Утверждено научно-методическим

советом БГИТА

Протокол №___ от _______2009г.

 

Электротехника и электроника

 

 

Сборник методических указаний

По выполнению лабораторных работ

для студентов дневного обучения

механико - технологического факультета

Специальность 150405 ММ

 

 

Брянск 2009

Составитель: Жданова Л.С. - ст. преподаватель кафедры энергетики и автоматизации производственных процессов БГИТА.

В сборе материала и подготовке сборника к изданию принимал участие студент специальности ИСТ – Поздняков Д.С.

Рецензент: Ульянов А.А. – доцент кафедры энергетики и автоматизации производственных процессов БГИТА.

 

Рекомендовано учебно – методической комиссией механико – технологического факультета

Протокол № ____ от ____________2009 г.

Содержание

Лабораторная работа №1……………………………….….……..6

Лабораторная работа №5………………………………..………16

Лабораторная работа №6………………………………..………22

Лабораторная работа №22………………………………………33

Лабораторная работа №26………………………………………40

Лабораторная работа №31………………………………………47

Лабораторная работа №41………………………………………57

Лабораторная работа №42………………………………………61

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ В ЦЕПЯХ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКОВ

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Изучение на (макетах) приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем.

2. Изучение способов измерения тока, напряжения и мощности в цепях постоянного и переменного токов.

3. Ознакомление со схемами включения амперметров, вольт метров и ваттметров в цепи однофазного и трёхфазного переменного тока.

4. Ознакомление с методами расширения пределов измерения амперметров и вольтметров.

 

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Самостоятельно во внеучебное время:

1. Изучить устройство, принцип действия приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем, используя данные методические указания, и рекомендуемую литературу.

2. Усвоить способы измерения тока, напряжения, мощности в цепях постоянного и переменного токов.

3. Составить конспект по разделу «Электрические измерения».

В лаборатории:

1. Ознакомиться с макетами приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем.

2. Ознакомиться с плакатами электроизмерительных приборов тока, напряжения и мощности.

3. Изучить все условные обозначения и знаки, нанесённые на шкалы электроизмерительных приборов лабораторного стенда (по заданию преподавателя); научиться определять технические характеристики приборов.

4. По индивидуальному заданию преподавателя занести в следующую таблицу характеристики трёх-четырёх приборов.

5. Определить наибольшие возможные величины абсолютной погрешности приборов, приведенных в таблице.

6. Рассчитать сопротивление шунта или определить величину добавочного сопротивления для расширения пределов измерения амперметра или вольтметра (по заданию преподавателя). Начертить расчётную схему.

7. Определить наибольшие возможные величины абсолютной погрешности приборов, приведенных в таблице.

8. Рассчитать сопротивление шунта или определить величину добавочного сопротивления для расширения пределов измерения амперметра или вольтметра (по заданию преподавателя). Начертить расчётную схему.

 

Таблица 1 - Технические характеристики приборов

Наименование прибора	Тип прибора	Измеряемая величина, ед. измерения	Пределы измерения	Система измерения	Класс точности	Цена деления	Род измерительного тока	Рабочее положение	Условия эксплуатации	Электрическая точность изоляции
Пример:
Вольтметр	Э-30	Напряжение, В	0-500В	Магнито-элект.	0,5	5В	Пост.	* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *   * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 60°	-40÷60	2кВ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Измерения являются одним из основных средств познания природы, её явлений и законов.

Электрические измерительные приборы служат для измерения различных электрических величин: силы тока, напряжения, сопротивления, мощности, коэффициента мощности, энергии, частоты, а также многих не электрических величин, в том числе температуры, давления, влажности, толщины материала и т.д.

 

ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ, ПОГРЕШНОСТИ

Измерение силы тока

Для измерения силы тока в электрических цепях служат амперметры, миллиамперметры и микроамперметры различных систем. Их включают в цепь последовательно с её элементами (рисунок 4).

В установках постоянного тока для этой цели применяются главным образом приборы магнитоэлектрической системы, а переменного- преимущественно электромагнитной системы.

Чтобы включение амперметра не влияло на режимы работы цепи, его сопротивление должно быть возможно малым (примерно на два порядка меньше сопротивления любого элемента цепи).

Рисунок 4 Рисунок 5

 

Если в цепи постоянного тока амперметром нужно измерить силу тока большей величины, надо расширить пределы измерения амперметра. Для этого служат шунты. Шунт - это относительно малое, но точно известное сопротивление (R_ш), присоединяемое параллельно амперметру, (рисунок 5).

Поскольку токи обратно пропорциональны сопротивлениям, можно записать:

, откуда

где I_mах - наибольшее значение тока, которое может быть измерено амперметром с шунтом;

I_ан - наибольшее значение тока, которое может быть измерено амперметром без шунта (предельное значение шкалы прибора).

Измеренное значение тока в цепи I= k I_a, где I_а - показания амперметра;

k - коэффициент шунтирования;

В цепях переменного тока для расширения пределов измерения используются трансформаторы тока.

Измерение напряжения

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольтметры, микровольтметры различных систем. Эти приборы включаются параллельно нагрузке, поэтому сопротивление их должно быть как можно больше (примерно на два порядка больше сопротивления любого элемента цепи).

Рисунок 6 Рисунок 7

Для расширения пределов измерения вольтметра (в kраз) в цепях постоянного тока напряжением до 500В обычно применяют добавочные сопротивления R _d, включаемые в цепь последовательно с вольтметром.

Из соотношения определим ,

Где U_max^- наибольшее значение напряжения, которое может быть измерено вольтметром с добавочным сопротивлением;

U_вн - предельное (номинальное) значение шкалы вольтметра при отсутствии R_д.

Величина фактически измеряемого напряжения U определяется из соотношения:

; ,

где U_в- показание вольтметра.

В цепях переменного тока для изменения пределов измерения вольтметра применяют трансформаторы напряжения.

Измерение мощности.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Лабораторная работа с элементами УИРС выполняется по заданию преподавателя, включая дополнительно пункты 5-7.

1. Ознакомиться с приборами и аппаратами, имеющимися на стенде, и их назначением.

2. Подобрать приборы и аппаратуру к схеме, необходимые для выполнения работы, и записать их технические данные.

3. Собрать схему и пригласить преподавателя для ее проверки.

4. Включить схему под напряжение и проверить работу всех включенных приборов.

5. Исследовать особенности цепи синусоидального тока только с активным сопротивлением, используя выключатели S2, S3 и S4. Снять показания всех приборов и занести в соответствующую графу таблицы 2.

6. Исследовать особенности активно-индуктивной цепи, используя выключатели S2, S3 и S4. Показания приборов записать в соответствующую графу таблицы 2.

7. Исследовать особенности активно-емкостной цепи, используя выключатели S2, S3 и S4. Показания приборов занести в соответствующую графу таблицы 2.

8. Исследовать явление резонанса напряжений, для чего в цепи с R, L и С изменять С от 0 до максимума, занося показания приборов в таблицу 3.

Примечание. Результаты каждого опыта представляются преподавателю.

 

 

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Составить отчет, в котором необходимо:

1. Привести технические данные аппаратуры и приборов, использованных при выполнении работы.

2. Привести схему лабораторной установки.

3. Привести таблицы 2 и 3 с опытными и расчетными данными.

4. Привести пример расчета одной строки для каждой таблицы.

5. По данным измерений (таблица 2) построить векторные диаграммы для исследуемых случаев.

6. По данным измерений и вычислений (таблица 3) построить на одном графике резонансные кривые зависимости I, U, U_r, U_l, U_C, U_X, φ и cosφ от емкости С. На абсциссе отметить точку, соответствующую резонансу напряжений. Объяснить характер полученных кривых.

7. Используя данные эксперимента и расчета (таблица 3), построить векторные диаграммы для случаев: φ < 0; φ = 0; φ > 0.

8. Указать, как было установлено наличие резонанса напряжений при исследовании неразветвленной цепи и какими особенностями он (резонанс) характеризуется.

9. Проверить выполнение второго закона Кирхгофа.

10.Сделатьзаключение по результатам проведенной работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Методика выполнения работы.

2. Аппаратура и приборы, используемые в работе.

3. Какое сопротивление называется активным, реактивным?

4. Как зависят индуктивное, и емкостное сопротивления от частоты тока и почему?

5. Какое явление называется резонансом напряжений? Каково условие резонанса?

6. Изменением каких параметров можно получить режим резонанса напряжений?

7. Какая мощность называется активной, реактивной и полной? Как вычисляются эти мощности для различных цепей синусоидального тока?

8. Как строятся треугольники сопротивлений и мощности для различного характера нагрузки?

9. Как объяснить характер изменения резонансных кривых при изменении емкости С?

10. Что такое коэффициент мощности? Чему он равен при резонансе?

11. Почему при резонансе напряжение на реальной катушке индуктивности не равно напряжению на конденсаторе?

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Воробьев А.В. Электротехника и оборудование строительных процессов. - М.: Ассоциация строительных вузов, 1995.

2. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. -М.; Энергоиздат, 1987.

3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с универсальным лабораторным стендом; подобрать необходимые измерительные приборы; согласовать с преподавателем возможность их использования для выполнения данной лабораторной работы.

2. Записать технические характеристики приборов в протокол испытания.

3. Убедиться, что стрелки всех измерительных приборов находятся точно на нулевых отметках шкал приборов; при необходимости подкорректировать их положение.

4. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой и пригласить преподавателя для проверки правильности ее сборки.

5. Измерить параметры цепи, содержащей только индуктивную катушку и занести их в протокол испытаний (табл. 1).

Таблица 1.

Опытные данные	Расчетные данные
U	P	I	YK	GK	BK	IR	IL	cosφ
В	Вт	А	1/Ом	1/Ом	1/Ом	А	А	-

6. Измерить параметры цепи, содержащей индуктивную катушку и заданное количество ламп накаливания. Результаты измерений занести в протокол испытаний (табл. 2).

 

 

Таблица 2

Опытные данные	Расчетные данные
U	P	I	IК	IЛ	G	cosφ
В	Вт	А	А	А	1/Ом	-

7. Измерить параметры разветвлённой цепи с R, L и С при заданном количестве ламп накаливания и различных значениях ёмкости батареи конденсаторов. Результаты измерений занести в протокол испытаний (табл.3.).

 

Таблица 3.

8. Отключить установку.

9. Предъявить преподавателю на проверку протокол испытаний.

10. Обработать полученные данные и составить отчёт.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Цель и методика выполнения работы.

2. Законы Ома и Кирхгофа для разветвлённых цепей переменного тока, содержащих резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы.

3. Построение векторных диаграмм для разветвлённых электрических цепей.

4. Треугольники проводимостей и мощностей.

5. Активная, реактивная и полная проводимости.

6. Формулы активной, реактивной и полной мощности. Единицы измерения мощностей.

7. Резонанс токов. Условия возникновения резонанса токов. Каковы особенности этого явления? Практическое использование.

8. Коэффициент мощности; причины снижения и методы повышения коэффициента мощности.

9. Технико-экономическое значение коэффициента мощности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. - М: Энергоиздат, 1987, с. 92 - 100

2. Воробьев А.В. Электротехника и оборудование строительных процессов. - М.: Ассоциация строительных вузов, 1995, с. 41 -44

3. Электротехника. Под редакцией Пантюшина В. С. -М.: Высшая школа, 1976, с. II4-I2I.

4. Общая электротехника. Под редакцией Блажкина А. И. -Л.: Энергия, 1979, с. 74-78, 83-88, 98-100.

5. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника.- М.: Энергия, 1983, с.84-88, 92-98.

 

Таблица 5.

№ п/п	Рассчитываемый параметр	Формула
	Полная проводимость катушки	YK=IK/U
	Коэффициент мощности катушки	cosφk=GK/YK=PK/UIK
	Активная проводимость катушки	GK=G-GЛ=YK cosφK
	Реактивная проводимость катушки	BK=BL=
	Активная составляющая тока катушки	IRk=UGK
	Реактивная составляющая тока катушки	IL=UBL
	Коэффициент мощности цепи
	Емкость батареи конденсаторов
	Реактивная проводимость батареи конденсаторов	BC=IC/U
	Активная составляющая тока всей цепи	IR=IRk+IЛ
	Реактивная составляющая тока всей цепи	Ip=IL-IC
	Активная проводимость ветки с лампами накаливания	GЛ=IЛ/U
	Активная проводимость всей цепи	G=P/U^2
	Реактивная проводимость всей цепи	B=BL-BC
	Полная проводимость всей цепи

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка состоит из универсального стенда, на котором размещены измерительные приборы, автоматический включатель, измерительный комплект К-505. В качестве источника питания используется сеть промышленной частоты 50Гц, 220В с введенной нейтралью (нулевая точка 0). Нагрузкой служит ламповый реостат. Лампы соединены между собой параллельно. Каждый ряд имеет свою пару зажимов (а - х, b - у, с - z) для подключения к сети. Три ряда ламп являются тремя отдельными фазами трехфазной нагрузки. Пятипозиционные переключатели S1, S2, S3, установленные на панели лампового реостата, позволяют установить равномерную или неравномерную активную трехфазную нагрузку.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с установкой и подобрать измерительные приборы в соответствии со схемой. Записать их технические данные.

2. Собрать схему соединения приемников энергии «звездой» и пригласить преподавателя для ее проверки.

3. Получить индивидуальное задание у преподавателя.

4. Исследовать трехпроводную систему трехфазного тока при соединении «звездой» в следующих случаях:

а) симметричная нагрузка фаз. Создать равномерную нагрузку по фазам (R_a = Rb — R_c), изменяя в ламповых реостатах число включенных ламп. Показания приборов записать в таблицу 1. Значение фазного тока, фазного напряжения и мощности (в каждой фазе) определять, устанавливая переключатель фаз на панели прибора К-505 на соответствующую фазу А, В, С;

б) несимметричная нагрузка фаз. Установить неодинаковые сопротивления трех фаз (R_a ≠ R_b≠ R_c),изменяя число включенных ламп. Показания приборов записать в таблицу 1;

в) обрыв фазы. При разных сопротивлениях в двух фазах, установить сопротивление третьей фазы равным бесконечности путем выключения всех ламп в этой фазе. Показания записать в таблицу 1;

г) короткое замыкание одной фазы нагрузки. Восстановить симметричную нагрузку трехфазной системы (R_a= R_b= R_c). Отключить установку и установить сопротивление одной фазы равным нулю, замкнув накоротко начало и конец лампового реостата этой фазы (по указанию преподавателя). Включить установку и записать показания приборов в таблицу 1;

5. Исследовать четырехпроводную систему трехфазного тока в следующих случаях:

а) Симметричная нагрузка. Изменяя число включенных ламп в ламповых реостатах каждой фазы установить симметричную нагрузку четырехпрводной системы (R_a= R_b= R_c), т.е. I_a=I_b=I_c. Показания всех приборов записать в таблицу 2.

б) Несимметричная нагрузка. Изменяя число включенных ламп в ламповых реостатах каждой фазы установить несимметричную нагрузку четырехпрводной системы (R_a ≠ R_b≠ R_c),т.е I_a≠I_b≠I_c. Показания всех приборов записать в таблицу 2.

в) Обрыв фазы. Не изменяя сопротивления двух фаз, установить сопротивления третьей фазы равным бесконечности путем выключения всех ламп в этой фазе. Показания приборов записать в таблицу 2.

 

 

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Составить отчет, в котором необходимо:

1. Построить для случаев 1..7 (таблица 1 и 2) векторные диаграммы токов и напряжений.

2. Сделать письменное заключение о необходимости нулевого провода и о перераспределении напряжений при отсутствии нулевого провода, используя векторные диаграммы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Методика работы.

2. Аппаратура и приборы, используемые в работе.

3. Что такое четырех- и трехпроводные системы?

4. Какие напряжения называются фазными и линейными?

5. Каковы соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при соединении «звездой»?

6. Можно ли ставить предохранитель в нейтральном проводе? Что называется симметричными и несимметричными приемниками?

7. Какова зависимость между линейными и фазными напряжениями при несимметричной нагрузке фаз в четырехпроводной системе?

8. Что называется активной, реактивной и полной мощностями?

9. Какими формулами выражается полная, активная и реактивная мощность трехфазной цепи?

10. Между какими проводами надо включить электрическую лампочку на напряжение 220В в сеть трехфазного тока с линейным напряжением 380 В?

11. Построение векторных диаграмм для симметричной и несимметричной нагрузки при соединении приемников «звездой».

12. Что называется однородной и равномерной нагрузками?

ЛИТЕРАТУРА

1. Касаткин А.С., Немцов MB.Электротехника: Учебное пособие для вузов. -М.: Высшая школа., 1999.-с. 104-109,112.

2. Воробьев А.В. Электротехника и электрооборудование строительных процессов.- М.: Издательство ассоциации строительных вузов. 1995.- с. 69-78, 82-85.

3. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника.-М.: Энергостройиздат. 1987.-с. 124-138.

 

Примечание

Расчетные данные

P

Вт

Yc

1/Ом

Yb

1/Ом

Ya

1/Ом

Экспериментальные данные

Pc

Вт

Pb

Вт

Pa

Вт

UnN

B

UCA

B

UBC

B

UAB

B

Uc

B

Ub

B

Ua

B

Ic

A

Ib

A

Ia

A

№ п/п

a

b

c

a

b

c

a

b

c

a

b

c

Таблица 1. Трехпроводная схема.

 

Примечание	Ra=Rb=Rc	Ra≠Rb≠Rc	Ra=∞ Rb≠Rc
Расчетные данные	P	Вт
Экспериментальные данные	Pc	Вт
Pb	Вт
Pa	Вт
UCA	B
UBC	B
UAB	B
Uc	B
Ub	B
Ua	B
IN	A
Ic	A
Ib	A
Ia	A
№ п/п	a	b	c	a	b	c	a	b	c

Таблица 2. Четырехпроводная схема.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 22

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Изучение устройства и принципа действия однофазного трансформатора;

2. исследование работы трансформатора методом снятия, построения и анализа характеристик в различных режимах его работы;

3. развитие навыков чтения электрических схем.

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ЛИТЕРАТУРА

1. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электроника. — М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 166—170, 173—182.

2. Борисов Ю. М., Липатов Д- Н., Зорин Ю. Н. Электротехника.—М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 301—318, 320—321, 329—330.

3. Иванов И. И., Равдоник В. С. Электротехника. М.: Высш. шк., 1984,с. 135—137, 143—145, 151 — 152, 155—161.

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 26

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Изучение устройства и принципа действия двигателей постоянного тока;

2. ознакомление с методами пуска, регулирования частоты вращения и реверсирования двигателей;

3. исследование свойств двигателей путем снятия, построения и анализа рабочих и механических характеристик двигателей;

4. развитие навыков чтения электрических схем.

 

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия испытуемого двигателя, используя для этого макет двигателя в разрезе. Записать его паспортные данные, указанные на заводском щитке.

2. Подобрать измерительные приборы и аппараты в соответствии с номинальными данными машины и схемой установки. Записать технические данные приборов.

3. Собрать схему лабораторной установки (рис. б) и дать проверить ее преподавателю.

4. Вывести полностью добавочный регулировочный реостат РР в цепи якоря двигателя.

5. Пустить двигатель в ход без нагрузки с помощью автотрансформатора.

6. Снять рабочие характеристики двигателя:

n = f(P₂); M =f(P₂); η=f(P₂); при U=const и I_в=const,

где п – частота вращения двигателя;

М – вращающий момент на валу двигателя;

η – КПД двигателя.

Для этого:

а) пустить двигатель в ход без нагрузки;

б) показания всех приборов записать в табл. 1

в) нагружать двигатель с помощью генератора постоянного тока, включая выключатели S1..S6. Показания приборов записать в табл. 1. Для каждого опыта определить частоту вращения якоря.

 

Таблица 1 Рабочие характеристики двигателя

№ п/п

Опытные данные

Расчетные данные

для двигателя

для генератора

U

Iя

Iв

n

Uг

Iг

I

P1

Pг

P2

M

η

В

А

мА

мин ^-1

В

А

А

Вт

Вт

Вт

Нм

-

. . .

7. Снять механические характеристики двигателя

п= f(M)при U=const и (R_я+R_р)=const,

где R_р – сопротивление регулировочного реостата РР в цепи якоря;

а) естественная механическая характеристика двигателя строится по данным табл.1;

б) для снятия искусственной механической характеристики необходимо в цепь якоря двигателя ввести добавочный реостат РР, нагружать двигатель, включая выключатели S1..S6, и записать показания приборов в табл. 2.

Таблица 2 Искусственная механическая характеристика двигателя

№ п/п

Опытные данные

Расчетные данные

для двигателя

для генератора

U

Iя

Iв

n

Uг

Iг

I

P1

Pг

P2

M

η

В

А

мА

мин ^-1

В

А

А

Вт

Вт

Вт

Нм

-

.

 

8. Снять регулировочную характеристику

n = f(I_в) при U=const, M=M₀,

(где M_o – вращающий момент двигателя в режиме холостого хода).

Для этого произвести пуск двигателя без нагрузки. Добавочный реостат в цепи якоря РР должен быть выведен – R_p=0. Убедиться в том, что реостат РВ в цепи возбуждения тоже полностью выведен, то есть ток возбуждения имеет максимальное значение. Далее, уменьшая ток возбуждения через равные промежутки шкалы миллиамперметра путем введения реостата РВ, снять зависимость n =f(I_в). Опытные данные занести в таблицу 3.

Таблица 3 Регулировочная характеристика двигателя

№ п/п	U	Iя	Iв	n
В	А	мА	мин ^-1

9. Снять регулировочную характеристику I_в=f(Iя) при U= const, n =const и R_p=0.

Для этого:

а) пустить двигатель в ход без нагрузки и записать показания всех приборов в таблицу 4;

б) нагружать двигатель при помощи генератора постоянного тока, включая выключатели S1..S6. Для каждой нагрузки посредством реостата РВ уменьшать ток возбуждения таким образом, чтобы восстанавливалась начальная частота вращения, с которой двигатель вращался без нагрузки. Показания приборов записать в табл. 4.

Таблица 4 Регулировочная характеристика двигателя

№ п/п	U	Iя	Iв	n
В	А	мА	мин ^-1
. .

10.Составить отчет требуемой формы по выполненной работе, в котором отразить следующие графические зависимости:

а) по данным табл. 1 построить на одном рисунке рабочие характеристики двигателя

n = f(P₂); M = f(P₂); η= f(P₂)при U = const и I_в= const;

б) по данным табл. 1 и 2 построить на одном рисунке естественную и искусственную механические характеристики двигателя

n = f(M)при U = const и Rp = 0; n = f(M) при U=const, (R_я+R_р)=const;

в) по данным табл. 3 построить регулировочную характеристику двигателя

n =f(I_в) при U=const;

г) по данным табл. 4 построить регулировочную характеристику двигателя

I_я=f(I_я) при U=const, n =const и R_p=0

д) объяснить письменно причины изменения всех величин, изображенных на графиках.

 

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Расчет величин в табл. 1 и 2 производится по следующим формулам:

1. Ток, потребляемый двигателем из сети

I=I_я+I_в

где I_я – ток якоря двигателя;

I_в – ток возбуждения двигателя.

2. Мощность, потребляемая двигателем из сети (подведенная к двигателю)

P₁=U(I_я+I_в)=U I, Вт,

где U – напряжение на зажимах двигателя.

4. КПД двигателя (по этой формуле можно определить η, если генератор и двигатель однотипны и имеют одинаковую мощность).

5. Полезная мощность на валу двигателя

P₂ = P₁-η.

6. Полезный момент на валу двигателя

М = 9550 *P₂/ n, Н-м,

где P₂ – мощность в кВт.

п — частота вращения двигателя, 1/мин.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Методика выполнения работы.

2. Назначение оборудования и аппаратуры, используемой в работе.

3. Устройство и принцип действия двигателей постоянного тока.

4. Преимущества и недостатки двигателей постоянного тока.

5. Классификация двигателей постоянного тока по возбуждению, их практическое применение.

6. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока.

7 Вращающий момент двигателей постоянного тока.

8 Рабочие и механические характеристики двигателей постоянного тока.

9 Пуск двигателей постоянного тока.

10 Что такое «разнос» электродвигателя? Когда он может наступить?

ЛИТЕРАТУРА