2.Методические указания по лабораторной работе.

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 15

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: Изучение работы двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Сборка схемы и включение двигателя. Построение характеристик двигателя.

Цель: Изучить устройство ЭД постоянного тока независимого возбуждения, приобрести практические навыки в сборке схемы для опытного исследования ЭД и получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о свойствах ЭД постоянного тока параллельного возбуждения.

1.Вводная часть

Конструктивно все машины постоянного тока имеют неподвижную часть(статор) и вращающуюся часть (якорь). ЭД постоянного тока является наличие у них коллектора – механического преобразователя переменного тока в постоянный и наоборот. Необходимость в таком преобразовании объясняется тем, что в обмотке якоря коллекторной машины должен протекать переменный ток, т.к. только в этом случае в машине происходит процесс электромеханического преобразования энергии.

Назначение коллектора и щеток в ЭД постоянного тока – изменять направление тока в проводниках обмотки якоря при их переходе из зоны магнитного полюса одной полярности в зону полюса другой полярности.

Для работы ЭД постоянного тока необходимо наличие магнитного поля. Как правило это поле создается обмоткой возбуждения, питаемой постоянным током.

Свойства ЭД постоянного тока в значительной степени определяются способом включения обмотки возбуждения, т.е. способом возбуждения.

По способам возбуждения ЭД постоянного тока можно классифицировать на:

- машины с независимым возбуждением;

- машины с параллельным возбуждением;

- машины с последовательным возбуждением;

- машины со смешанным возбуждением;

- машины с возбуждением постоянными магнитами.

Коллекторные машины обладают свойством обратимости, т.е. они могут работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.

Характерной особенностью ЭД параллельного возбуждения является то, что ток в обмотке возбуждения (ОВ) не зависит от тока нагрузки (тока якоря). Электрическая схема ЭД постоянного тока параллельного возбуждения приведена на рис.1. Реостат R_р в цепи возбуждения служит для регулирования тока в ОВ и магнитного потока главных полюсов ЭД.

ЭД постоянного тока с параллельным возбуждением является среди ЭД постоянного тока для привода механизмов, требующих почти постоянной частоты вращения и в тоже время экономичного регулирования скорости.

Эксплуатационные свойства ЭД постоянного тока с независимым возбуждением определяются его рабочими характеристиками, под которыми понимают зависимость частоты вращения якоря (n), потребляемого ЭД тока (I_потр), полезного (нагрузочного) момента и КПД (η) от полезной мощности (Р_полез) при неизменных значениях напряжения и токе возбуждения (U=const, I_ов=const). Зависимость n=f(Р_полез) обычно называют скоростной характеристикой ЭД.

Зависимость n=f (I_ов) при U_пит = const и постоянной нагрузке (М_нагр= const) называют регулировочной характеристикой ЭД.

Некоторые рабочие характеристики ЭД постоянного тока с параллельным возбуждением приведены на рис.4, регулировочная характеристика – на рис.5, скоростная – рис.6.

Регулирование частоты вращения якоря ЭД постоянного тока с параллельным возбуждением можно осуществить:

- изменением сопротивления в цепи якоря (с помощью дополнительного переменного сопротивления в цепи якоря);

- изменением основного магнитного потока (реостатом в цепи обмотки возбуждения);

- импульсным регулированием частоты вращения якоря ЭД (изменением подводимого к цепи якоря напряжения).

2.Методические указания по лабораторной работе.

2.1. При подготовке к лабораторной работе повторить теоретический материал в части устройства и принципа работы ЭД постоянного тока независимого возбуждения, способов регулирования частоты вращения и реверсирования ЭД.

2.2. Ознакомиться с конструкцией исследуемого ЭД и нагрузочного устройства, монтажной схемой лабораторного стенда, измерительными приборами и коммутирующими элементами.

2.3. Внести паспортные данные используемого оборудования и приборов в таблицу 1.

2.4. Собрать схему (рис.2 стенд №1, рис.3 стенд №2) и после проверки ее преподавателем (лаборантом) произвести пробный пуск ЭД, проверить возможность регулировки частот вращения. I_питЭД = I_яо+ I_ов, где I_ов =(1-7%) I_н. Пуск производится всегда при максимальной величине I _ов , т.е. при R _р = 0. Тогда магнитный поток ЭД и противо ЭДС будут максимальными, а это приводит к высокому вращающему моменту ЭД.

2.5. Подготовить к заполнению таблицы результатов замеров и расчетов.

2.6. Провести опыт об оценке скоростной характеристики исследуемого ЭД n=f(М_нагр). При анализе скоростной характеристики ЭД n=f(М_нагр) необходимо дать количественную оценку этой характеристики, рассчитав номинальное изменение частоты вращения ЭД при сбросе нагрузки (%):

∆ n_ном= ( n_o- n_ном )/ (n_ном)100%, где

n_o – частота вращения ЭД в режиме «х.х.»

Обычно если ЭД постоянного тока параллельного возбуждения ∆ n_ном = 2 – 8%.

При отсутствии механической нагрузки на валу ЭД I_хх < 10% I_яо и частота вращения вала будет номинальной (n_ном), т.к. I_хх · r_оя 0.

2.7. Провести опыт по оценке регулировочной характеристики исследуемого ЭД n=f(I_ов) .

2.8. Провести опыт по оценке рабочих характеристик исследуемого ЭД.

2.9. Занести в таблицы результатов измерений и расчетов полученные данные.

2.10. Сделать выводы по результатам проведенных исследований.

4. Порядок проведения лабораторной работы.

4.1. Проведение пробного пуска ЭД:

Собрать схему пуска ЭД в соотвитствии с рис.2(3);

Предоставить собранную схему для контроля преподавателю (лаборанту);

Поставить SA1 в положение «откл», ( SA2 – «откл» - стенд №2);

Пусковой реостат R_II в положение «Пуск» (сопротивление R_II максимальное);

Движок реостата R_Р на минимальное сопротивление ( I_ов – max, магнитный поток – max т.е. электромагнитный момент ЭД большой);

Включить SA1, затем включить SA2 – для стенда №2, рычагом R_II приводят якорь ЭД во вращение;

Рычаг R_II до рабочего положения;

Движок R_Р установить требуемую частоту вращения вала ЭД (по указателю оборотов);

Убедившись в нормальной работе ЭД и возможности регулировки частоты вращения с помощью R_Р, отключить SA1 и SA2 (для стенда №2), перевести рычаг R_II в положение «Пуск», реостат R_Р на минимальное сопротивление.

4.2. Оценка регулировочной способности характеристики ЭД. (в режиме «хх»)

Произвести пуск ЭД при минимальном сопротивлении R_Р и в работе ЭД без нагрузки (хх);

Увеличить сопротивление R_Р со значения, при котором частота вращения ЭД n = 1,2 n_ном снимая показания частоты вращения (по указателю оборотов) и тока I_ов приблизительно через одинаковые интервалы частоты вращения;

Снятые показания приборов заносят в таблицу 2;

По данным таблицы 2 построить регулировочную характеристику ЭД n=f(I_ов)

N_ном = 1200 об/мин (стенд №№1 и 2)

Таблица 3

После снятия показаний I_ов и n в стенде №1 рА2 оставить для дальнейшей работы, а в стенде №2 подключить для замеров I_ов рА2 БЛ4

4.3. Снятие рабочих характеристик ЭД (n=f(Р_полез), I_потр= f(Р_полез), M_полезн = f(Р_полез) и КПД = f(Р_полез)).При неизменных значениях = U_{вх эд} и I_ов

Собрать схему стенда и предъявить ее для контроля преподавателю (лаборанту)

Установить при «хх» n=1400 об/мин ( стенд №1) и n=1200 об/мин ( стенд №2)

Включить SA1 и SA2 для стенда №2 и с помощью механического тормоза нагружать вал ЭД, при этом снимать показания амперметров рА1(I_яо), рА2(I_ов), вольтметра рV2(U_{вх эд}) и нагрузочный момент М2 (по шкале «Н · М» механического тормоза) и обороты вала (по «N об/мин»);

Произвести расчет:

потребляемая мощность

Р_потр = U_{вх эд}· I_яо

полезной мощности

Р_полез= 0.105 · М_нагр · n

КПД ЭД

η =( Р_полез/ Р_потр) ·100%

полученные результаты замеров и расчетов внести в таблицу 3;

построить скоростную характеристику ЭД n=f(Р_полез) при

U_{пит эд} = const, I_ов = const;

дать количественную оценку скоростной характеристики ЭД

∆ n_ном= ( n_o- n_ном )/ (n_ном)100%

таблица 4

4.4. Сделать выводы о характеристиках ЭД постоянного тока независимого возбуждения по опытным результатам.

4.5. Оформить отчет по результатам лабораторной работы.