Электротехника \ Электрические машины

Электрические машины: Методические указания к лабораторным работам, страница 5

Измерено

Вычислено

№ опыта

Частота

вращения

n об/мин

Ток якоря двигателя

Ia, A

Показания динамометра

F, кг

Показания динамометра F, Н

М2, НМ

1

2

3

4

6.1) для этого ввести реостат r1 в цепь обмотки возбуждения М1 и, через каждые 100 об/мин записывать данные тока возбуждения IB и частоты вращения n в табл. 1.8, при этом R1 выведено из цепи якоря;

6.2) отключить автомат QF1, разобрать схему сопротивления R1 и r1 вернуть в исходное положение.

Таблица 1.8

Ток возбуждения двигателя IВ, mА

Частота вращения

n, об/мин

Обработка результатов опытов

1. Используя данные табл. 1.6, рассчитать для всех опытов потребляемую мощность P1, момент на валу М2, мощность на валу Р2 и КПД. Мощность P1 вычислить по формуле:

Момент на валу М2 равен моменту нагрузочного генератора, который равен F·L; где F – показания динамометра, кг; L – длина рычага, м.

Мощность Р2 определяется по формуле:

КПД двигателя находится по формуле:

Результаты вычислений записать в табл. 1.6.

2. построить в одной координатной системе рабочие характеристики двигателя:

n = f (Р2); M = f (Р2); Р1 = f (Р2); КПД = f (Р2);

3. В одной координатной системе построить естественную и реостатную скоростные механические характеристики n = f (М2).

4. В одной координатной системе построить  естественную и реостатную скоростные характеристики n = f (Ia).

5. Построить регулировочную характеристику n= f (IВ), по данным таблице 1.8.

6. Сделать выводы по графическим характеристикам.

Вопросы для самопроверки

1. Расскажите о принципе действия двигателя постоянного тока. Какова роль коллектора?

2. Как ограничить пусковой ток двигателя до пусковых пределов?

3. Как регулируют скорость вращения двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением?

4. Какое влияние оказывает реакция якоря в двигателях постоянного тока?

5. Как осуществить реверс двигателя?

6. К чему приведет обрыв обмотки возбуждения двигателя?

Лабораторная работа № 3

ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Цель работы:

1. Ознакомиться с особенностью пуска и способами регулирования скорости сериесного электродвигателя.

2. Научиться строить и анализировать графики рабочих и механических характеристик полученным опытным путем.

Теоретическое введение

Электродвигатель постоянного тока является электромашиной в которой электроэнергия постоянного тока подводимая от сети, преобразуется в энергию механическую, отдаваемую на вал и используемую для привода различных исполнительных механизмов.

Электродвигатель постоянного тока состоит го неподвижной части – статора и вращающейся части – якоря.

Обмотки возбуждения сериесного электродвигателя включаются последовательно с обмоткой якоря.

Пуск двигателя непосредственным включением в сеть при номинальном напряжении U обычно не может быть осуществлен вследствие большого пускового тока Пусковой ток определяем по формуле:

,

где: Rа и RВ – соответственно, сопротивление цепи обмотки якоря и возбуждения.

Для уменьшения величины пускового тока в цепи якоря на время пуска вводят пусковой реостат RП при этом пусковой ток во время включения определяется по формуле:

,

Сопротивление пускового реостата обычно устанавливают так, чтобы пусковой ток IП был порядка 2 – 2,5 IН, где IН – номинальный ток электродвигателя.

Рабочие характеристики двигателя

Скоростная характеристика

n = f (Ia) при U = Un = const.

Уравнение скорости вращения двигателя:

,

Так как ток возбуждения двигателя последовательного возбуждения равен току якоря IЯ и изменяется одновременно с ним, то магнитный поток Ф зависит от нагрузки, что составляет его характерную особенность.

При малых и средних нагрузках магнитную цепь двигателя можно считать ненасыщенной, в этом случае Ф ≡ IВ и, следовательно,

,

т.е. скоростная характеристика ненасыщенного двигателя имеет гиперболический характер.

По мере увеличения тока двигатель насыщается все сильнее, и скорость начинает изменяться в меньшей степени (рис. 1.10). Следует обратить особое внимание на то, что при значительном уменьшении нагрузки двигатель начинает развивать все большую скорость или как говорят, идет "в разнос". При холостом ходе скорость двигателя приобретает значение безусловно опасное по своим механическим последствиям (разрыв бандажей, порча обмотки якоря и т. д.) поэтому такой двигатель нельзя пускать на холостом ходу и при нагрузках, меньших 25% от номинальной.

Скоростная характеристика

М = f (IB) при U = Un = const. Так как М = CM·I·Ф, то при слабом насыщении стали Ф ≡ Iа и M ≡ Ia2, т. е. характеристика представляет собой в этих условиях параболу. По мере увеличения тока Iа двигатель насыщается, а кривая момента по сравнению с параболой растет все медленнее (рис. 1.10).

КПД двигателя

С изменением нагрузки двигателя изменяются все виды его потерь, однако сумма механических потерь и потерь в стали мало изменяются в зависимости от нагрузки. Это объясняется тем, что с увеличением тока индукция растет, тогда как скорость вращения уменьшается.

КПД достигает максимального значения, при условии, когда постоянные потери равны переменным.

Механические характеристики двигателя

n = f (М) при U = Un = const и Rn = const.

Для сериесного двигателя:

,

т.е. механическая характеристика нагрузки насыщенного двигателя имеет гиперболический характер. На рис. 1.11 изображены механические характеристики двигателя, снятые при различных значениях сопротивления RП, введенных в цепь якоря.

                         Рис. 1.10.                                                             Рис. 1.11.

Скачать файл