Исследование свойств двигателей параллельного возбуждения

Цель работы: Приобрести навыки при опытном исследовании двигателя для получения его основных характеристик, получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о свойствах двигателей параллельного возбуждения.

Программа работы:

1.  Получить экспериментальные данные для расчета и построения рабочих характеристик;

2.  Получить экспериментальные данные для расчета и построения естественной  и искусственных механических характеристик для двух значений сопротивления добавочного реостата в цепи якоря;

3.  Получить скоростные характеристики двигателя при нескольких значениях тока возбуждения:

4.  Осуществить регулирование частоты вращения двигателя изменением тока возбуждения при неизменной нагрузке;

5.  Получить регулировочную характеристику двигателя, обеспечивающую постоянную частоту вращения при изменениии нагрузки.

Описание лабораторной установки.

Электрическая схема лабораторной установки для исследования двигателя параллельного возбуждения показана на Рисунке 1. Двигатель имеет последовательно включенные обмотки якоря (Я), добавочных полюсов и стабилизирующую последовательную обмотку возбуждения (ОВС). Параллельно этим обмоткам включена обмотка параллельного возбуждения (ОВШ).

Электрическая схема содержит пусковой реостат R_п в цепи якоря и реостат r_в в цепи параллельной обмотки возбуждения. В цепь якоря и в цепь возбуждения включены амперметры, параллельно цепи якоря вольтметр. В цепи якоря имеются клеммы 1-2, которые должны быть замкнуты перемычкой при исследованиях двигателя параллельного возбуждения. Нагрузкой двигателя служит генератор постоянного тока параллельного возбуждения. Изменения момента нагрузки на валу двигателя осуществляется регулированием тока возбуждения генератора при замкнутой цепи якоря генератора.

Рисунок 1 Электрическая схема лабораторной установки для исследования двигателя параллельного возбуждения.

 Рабочие характеристики двигателя

Рабочие характеристики представляют собой зависимости тока якоря, вращающего момента КПД и частоты вращения от полезной мощности на валу двигателя при номинальных напряжений и тока возбуждения, т.е.  I_ад, М₂, η, n=f(P₂) при U=U_HиI_BД=I_ВН.

Таблица 1

№ п/п	Данные опыта				Данные расчета						примечание
	двигатель		генератор		генератор		двигатель
	Iад	n	UГ	IГ	P2Г	ηГ	P1Д	Р2Д	ηД	М2
	А	об/мин	В	А	Вт	о.е.	Вт	Вт	о.е.	Нм
1	1.4	2600	180	0.7	126	0.8	301	161	0.53	0.59	Rд=0 IВН=0.24A UH=215B
2	1.8	2500	175	1	175	0.8	387	219	0.56	0.84
3	2.2	2400	160	1.6	256	0.8	473	320	0.67	1.27
4	2.8	2300	150	2.2	330	0.8	602	412	0.68	1.71
5	3	2200	140	2.6	364	0.8	645	455	0.71	1.98
6	3.4	2150	135	3	405	0.8	731	506	0.69	2.25
7	4.2	2000	125	3.3	412	0.8	903	515	0.57	2.46
1	0.6	2200	155	0	0	0.8	129	0	0	0	Rд ≠0
2	1	1900	135	0.5	67.5	0.8	215	84	0.39	0.42
3	1.4	1650	105	1.1	115	0.8	301	144	0.48	0.83
4	1.8	1500	90	1.5	135	0.8	387	168	0.43	1.07
5	2.2	1300	85	1.9	135	0.8	473	164	0.34	121

Примеры расчетов

1.  Полезная электрическая мощность генератора (Вт):

2.  Потребляемая мощность генератора Р_1Г, численно равная полезной мощности на валу двигателя Р_2Д:

3.  Полезный момент нагрузки на валу М₂  (Нм):

4.  КПД двигателя η (о.е.):

Механические характеристики двигателя

Механическая характеристика представляет собой зависимость частоты вращения от полезного момента на валу при неизменных: напряжений на клеммах двигателя, токе возбуждения и сопротивлении цепи якоря, т.е. n=f(M₂) при U=U_H, I_BД=I_ВН, R_A+R_Д=const.

Уменьшение частоты вращения якоря при R_Д=0 Δn_E=340, а при R_Д≠0 Δn_Р=1400. Рассчитываем, относительное значение величины добавочного сопротивления в цепи якоря:

Скоростные характеристики

Скоростная характеристика представляет собой зависимость частоты вращения от тока якоря при неизменном напряжении на клеммах якоря, при постоянном сопротивлении в цепи якоря и постоянном токе возбуждения, т.е.                                n=f(I_AД) при U=U_H, I_BД=const, R_A+R_Д=const.

Таблица 2

№ п/п	IAД A	n об/мин	примечание
1	1,4	2600	IBД=IВН=0.24 А
2	1,8	2500
3	2,2	2400
4	2,8	2300
5	3	2200
6	3,4	2150
7	4,2	2000
1	0,9	3000	IBД=0.8IВН=0.2 А
2	2,2	2800
3	4	2600
4	4,1	2500
5	4,2	2400
1	0,7	2500	IBД=1.2IВН=2.8 А
2	1,6	2300
3	2,4	2200
4	2,8	2100
5	2,9	2000

Регулировочная характеристика

Двигатель параллельного возбуждения имеет регулировочные характеристики двух видов:

1.Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения I_ВД при неизменном напряжении и нагрузки, т.е.  n=f(I_ВД)  при U_Д=U_Hи М₂=const.

Таблица 3

№ п/п	n об/мин	IВД А
1	2800	0,2
2	2500	0,24
3	2300	0,28
4	2200	0,32

2.         Зависимость тока возбуждения от тока якоря при неизменном напряжении и частоте вращения якоря, т.е. I_ВД=f(I_АД) при U_Д=U_Hи n=n_H.

Таблица 4

№ п/п	IВД А	IАД А	примечание
1	0,2	1,9	UД=UH n=nH
2	0,19	2,9
3	0,18	3,9
4	0,175	4,4

Рабочие характеристики

   

Рис. 2 Зависимость тока якоря от                            Рис. 3 Зависимость вращающего момента                    

полезной мощности                                                     от полезной мощности                                                                                   

    

Рис 4 Зависимость КПД от                                        Рис 5 Зависимость частоты вращения  от        полезной мощности                                                                полезной мощности

 

 

 

 

 

 

 

                     

  Рис 6 Механические характеристики                               Рис 7 Скоростные характеристики

  Рис 8 Регулировочная характеристика                                     Рис 9 Регулировочная характеристика  

Вывод:

В ходе лабораторной работы мы приобрели навыки получения основных характеристик двигателя и получили экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о свойствах двигателей параллельного возбуждения, что выражается в полученных нами характеристиках:

Рабочие характеристики

Зависимость I_ад=f(P₂). При Р2=0 , существует ток Х.Х.  Io. , при U=const , ток участвует в создании как полезной мощности , так и переменных потерь. С ростом Р2 ток растет быстрее , чем по прямо пропорциональной