Электрические машины: Методические указания к лабораторным работам, страница 4

В первый момент пуска двигателя якорь неподвижен (n = 0), следовательно Е = 0 и начальный пусковой ток якоря определяется формулой . Так как сопротивление якорной цепи Rа относительно мало, то начальный пусковой ток получается очень большим, превышающий номинальный ток в 10 – 50 раз в двигателях среднем и большой мощности. Большой пусковой ток приводит к ряду нежелательных последствий. Для ограничения пускового тока при реостатном пуске на время пуска последовательно с обмоткой якоря включается пусковой реостат, сопротивление которого подбирают так, чтобы кратность пускового тока составляла 1,5 – 2. Из форму (1) и (2) легко получит уравнение скоростной характеристики:

,     (4)

У шунтового двигателя ток возбуждения IВ а, следовательно, магнитный поток, если не учитывать влияние реакции якоря, остается неизменным при любой нагрузке. Внутреннее падение напряжения Iа·Ra незначительно по сравнению с напряжением U сети (около 5% при номинальной нагрузке). Отсюда следует, что скорость вращения изменяется мало при изменениях нагрузки и двигатель имеет жесткие механические характеристики.

О рабочих свойствах двигателя судят по его рабочим характеристикам, которые представляют собой зависимости скорости вращения n, вращающего момента на валу М2, потребляемой из сети мощности Р1 и КПД от мощности на валу Р2 при неизменном напряжении сети U и неизменном токе возбуждения IВ.

Из формулы (4) видно, что регулировать скорость вращения можно тремя способами:

1) изменением подводимого к цепи якоря напряжения U;

2) изменением сопротивления цепи якоря за счет введения дополнительного сопротивления Rдоб;

3) изменением магнитного потока Ф путём введения дополнительного сопротивления в цепь обмотки возбуждения.

Об особенности регулирования скорости двигателя этим способом судят по его регулировочной характеристике, представляющей зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВ при неизменном напряжении на якоре.

Опытная установка

Для исследования свойств электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения, служит установка, состоящая из двух машин постоянного тока, соединенных механически друг с другом с помощью муфты. Машина M1 используется в качестве исследуемого двигателя, и установлена на раме неподвижно. В ее цепях предусмотрены пускорегулирующий R1 и регулировочный r1 реостаты, а также необходимая измерительная аппаратура. Машина М2 служит нагрузочным генератором независимого возбуждения, работающим на нагрузочный реостат R2. В цепи возбуждения установлен реостат r2. Электроизмерительные приборы, находящиеся в ее цепи, позволяют производить необходимые измерения. Машина М2 установлена на раме на стояковых подшипниках и соединена при помощи рычага и тяги с динамометром, что позволяет измерять нагрузочный момент М2.

С машиной M1 соединен тахогенератор BR выводы которого выведены на прибор Рn, для измерения скорости вращения n.

Методика выполнения работы

1. Ввести полностью пускорегулирующий реостат R1 в цепи якоря двигателя, реостат R1 в цепи якоря генератора и реостат r2 в цепи возбуждения генератора (движки реостатов в верхнем положении).

Реостат r1 в цепи возбуждения двигателя полностью вывести (движок в нижнем положении). Выключить автомат QF2, QF3, переключатель SВ цепи амперметра рА1 установить в положение "+", переключатель SA в положение 2. Собрать схему и предъявить её для проверки преподавателю (рис. 1.9).

2. Снять рабочие и естественные механическую и скоростную характеристики двигателя.

2.1) запустить двигатель, включив автомат QF1, и по мере увеличения оборотов двигателя плавно вывести пускорегулирующий реостат R1;

2.2) корректором установит стрелку динамометра на 0 (корректор находится с обратной стороны динамометра);

2.3) включить автоматы QF2 и QF3 постепенно перемещая движок реостата r2 установить показания динамометра 1 кг. Движок реостата r2 перемешать только в одном направлении, чтобы избежать влияния гистерезиса;

2.4) нагружать двигатель соответственно до 2, 3, 4 кг и т. д сначала реостатом r2, а далее выводом реостата R2 до максимального тока якоря двигателя. Данные записать в табл. 6.

3. Отключить автоматы QF3, QF2, и сопротивления R1, R2, r2, полностью ввести.

4. Снять реостатную механическую и скоростную характеристики двигателя (R1 = max);

Рис. 1.9.

4.1) корректором установить стрелку динамометра на 0;.

4.2) включить автоматы QF2 и QF3 и, постепенно перемещая движок реостата r2, установить показания динамометра 1 кг. Движок реостата r2 перемещать только в одном направлении,  чтобы избежать влияния гистерезиса;

4.3) нагружать двигатель соответственно до 2, 3, 4 кг и т. д сначала реостатом r2, а далее выводом реостата R2 до максимального тока якоря двигателя. Данные записать в табл. 1.7.

5. Отключить автоматы QF3, QF2, сопротивления R2, r2, ввести.

6. Исследовать влияние тока возбуждения на частоту вращения сняв регулировочную характеристику;

Таблица 1.6

опыта

Измерено

Вычислено

U, В

IB, А

IA, А

n,

об/мин

F, кг

F, H

М2, НМ

Р2, Вт

Р1, Вт

η

1

2

3

4

5

6

7

8

Таблица 1.7