Лабораторная работа № 10
ИСПЫТАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Цель работы: изучить устройство, и снять основные характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, приобрести навыки эксплуатации
Программа работы
1. Ознакомиться с устройством двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, схемой его испытания (рис. 10.1, а) и стендом лабораторной работы (рис. 10.1, б).
Номинальные параметры двигателя занести в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Паспортные данные двигателя
 , В
|  , А
|  , кВт
|  , об/мин
|
2. Осуществить реостатный пуск двигателя, для чего включить его в сеть с введенным сопротивлением пускового реостата 
в цепи якоря, а затем медленно уменьшить это сопротивление до нуля.
3. Освоить регулирование частоты вращения изменением тока возбуждения в режиме холостого хода при 
. Для этого необходимо изменять сопротивление регулировочного реостата 
в цепи возбуждения. Опытные данные занести в табл. 10.2 и по ним построить регулировочную характеристику холостого хода 
.
Таблица 10.2
Регулировочная характеристика холостого хода
| ¹ п/п |  , А
|  , об/мин
|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 |
4. Снять зависимость тока и частоты вращения двигателя от нагрузки. Для этого установить при холостом ходе (генератор не возбужден) номинальные обороты двигателя. Возбудить генератор и затем дать двигателю нагрузку примерно 25, 50, 75 и 100% от номинальной. Во всех пяти опытах измерить напряжение 
, ток 
и ток возбуждения двигателя, частоту вращения 
, напряжение 
, и ток 
генератора. Результаты занести в табл. 10.3.
Разгрузить двигатель. Уменьшить частоту вращения выведением сопротивления регулировочного реостата и введением сопротивления пускового реостата. Отключить питание двигателя.
Таблица 10.3
Рабочие характеристики двигателя
| № | Измерено | Вычислено | ||||||||||
| п/п | Двигатель | Генератор |
| |||||||||
| U, | I, | IВ , | n, | UГ, | IГ, | РГ, | РД, | 
| Р2, | М, | ||
| В | А | А | об/мин | В | А | Вт | Вт | Вт | Н.м | |||
| 1 | ||||||||||||
| 2 | ||||||||||||
| 3 | ||||||||||||
| 4 | ||||||||||||
| 5 | ||||||||||||
5. По данным опыта п. 4 рассчитать КПД двигателя , мощность на его валу 
и электромагнитный момент 
, построить рабочие характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения: скоростную - 
, токовую - 
; КПД.- 
и моментную - 
,а также механическую характеристику 
Объяснить вид полученных зависимостей.
6. Построение характеристик можно производить с помощью ПК в
системе MATHCAD (mcad2.exe, файл - Lab10.mcd)).
Пояснения к работе
1. С устройством двигателя следует ознакомиться по учебникам [1,2], плакату и стенду.
Схема испытания двигателя постоянного тока параллельного возбуждения показана на рис. 10.1, а.
|
а)
|
б)
Рис.10.1 Принципиальная схема испытания двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением (а) и общий вид панели стенда (б)
Нагрузкой для двигателя служит генератор, вал которого жестко соединен муфтой с валом двигателя. Для измерения частоты вращения двигателя на одном валу с ним установлен тахогенератор с указанием числа оборотов в минуту.
2. Ток, потребляемый двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением, 
, где 
- ток в цепи якоря, определяемый напряжением в сети, к которой подключен двигатель, противоЭДС 
и сопротивлением цепи якоря 
: 
- ток возбуждения, зависящий от напряжения сети и сопротивления цепи возбуждения 
: 
При этом 
.
В момент пуска, когда ротор еще неподвижен, 
и ток якоря велик. Для ограничения пускового тока и обеспечения плавного пуска двигателя в цепь якоря включен пусковой реостат. Перед пуском он должен быть полностью введен поворотом маховика против часовой стрелки до упора 
По мере разгона двигателя возрастает противоЭДС, ток в обмотке якоря уменьшается, и пусковой реостат надо медленно вывести, контролируя ток двигателя по амперметру (рис. 10.1).
Чтобы пусковой момент был достаточно большим, магнитный поток при пуске должен быть максимальным. Величина магнитного потока зависит от тока возбуждения, поэтому перед пуском двигателя необходимо полностью вывести сопротивление регулировочного реостата 
в цепи обмотки возбуждения (рис. 10.1).
3. Уменьшая ток возбуждения двигателя увеличением сопротивления регулировочного реостата, снять для пяти значений тока возбуждения (амперметр А2) частоту вращения вала двигателя.
4. Номинальную частоту вращения вала двигателя установить, изменяя сопротивление 
в цепи возбуждения.
Снять показания приборов. Затем возбудить генератор и, увеличивая его нагрузку, увеличивать тормозной момент на валу двигателя ступенями до номинального значения, снимая для каждой нагрузки показания приборов.
Чтобы разгрузить двигатель, надо выключить нагрузку генератора, после чего уменьшить ток возбуждения генератора до нуля.
5. КПД агрегата двигатель - генератор - 
где 
- соответственно КПД двигателя и генератора; 
- мощность нагрузки генератора; 
- мощность электроэнергии, потребляемой двигателем из сети.
При использовании однотипных машин одинаковой мощности можно принять 
,тогда 
. Мощность на валу двигателя 
. Вращающий электромагнитный момент двигателя 
, где 
- момент холостого хода, определяемый по данным первой строки табл. 10.3 из равенства 
. Момент на валу двигателя 
, где - частота вращения вала двигателя.
По данным опытов и расчета построить требуемые характеристики двигателя.
Контрольные вопросы
1.Назовите основные эксплуатационные достоинства электродвигателей постоянного тока.
2. Перечислите способы регулирования частоты вращения ДПТ.
3. Как влияет на частоту вращения ДПТ напряжение в сети и сопротивления в цепи якоря и в цепи возбуждения при неизменной нагрузке?
4. Почему при пуске ДПТ в цепь якоря должен быть включен реостат?
5. Как реверсировать двигатель постоянного тока?
6. При каких условиях двигатель постоянного тока параллельного возбуждения “идет вразнос”?