Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения: Методические указания к лабораторной работе

КАФЕДРА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

Методические указания к лабораторной работе

«Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения»

(П6)

по курсу « Электрические машины  »

(для студентов электротехнических специальностей)

Алчевск, 2006

УДК 621.313

Методические указания к  лабораторной работе  «Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения» по курсу «Электрические машины»  (для   студентов электротехнических     специальностей)     /Сост.:    Л.Н.Комаревцева, И.А. Цодик,    А.П. Овчар,    Т.П. Заблодская.    –   Алчевск: ДонГТУ,  2006. – 22 с.

Приведена  программа    испытаний    двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, методические указания к проведению опытов и обработке їх результатов, построению  характеристик двигателя по экспериментальным данным, приведены вопросы для самоподготовки к отработке и защите лабораторной работы, требования охраны труда при проведении экспериментальных исследований, дана программа подготовки к отработке и защите лабораторной работы.

Составители:                                     Л.Н. Комаревцева, доц.,

                                       И.А. Цодик, доц.,

                                       А.П. Овчар, доц.,

                                       Т.П. Заблодская, ст. препод.

Отв. за выпуск                                  Н.Н. Заблодский,  доц.

Ответственный редактор                 Л.Н. Комаревцева, доц.

УДК 621.313

Методичні вказівки до  лабораторної роботи  «Двигуни постійного струму паралельного збудження» по курсу «Електричні машини»  (для   студентів електротехнічних     спеціальностей)     /Укл.:    Л.М.Комаревцева, І.А. Цодік,    О.П. Овчар,    и Т.П. Заблодська.    –   Алчевськ: ДонДТУ,  2006. – 22 с.

Приведено  програму    випробувань    двигунів постійного струму паралельного збудження, методичні вказівки до проведення опитів і обробки їх результатів, побудові характеристик двигуна за експериментальними даними, приведені питання для самопідготовки до відробітку і захисту лабораторної роботи, вимоги охорони праці при проведенні експериментальних досліджень, дана програма підготовки до відпрацювання і захисту лабораторної роботи

Укладачі:                                           Л.М. Комаревцева, доц.,

І.А. Цодік, доц.,

О.П. Овчар, доц.,

Т.П. Заблодська, ст. викладач

Відповідальний за випуск                 М.М. Заблодський,  доц.

Відповідальний редактор                   Л.М. Комаревцева, доц.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА П-6

ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Цель работы – изучить  методы экспериментальных исследований двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением, экспериментально исследовать его рабочие характеристики, изучить некоторые способы регулирования частоты вращения.

        В результате проделанной работы студент должен

 знать:

        - устройство и принцип действия двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением;

- назначение, область применения, основные явления, протекающие в двигателе под нагрузкой;

- проблемы и способы пуска двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением;

-   методы регулирования частоты вращения якоря;

- мероприятия по технике безопасности, которые обеспечивают безопасную работу с электрооборудованием;

        уметь:

- проводить экспериментальные исследования двигателя постоянного тока параллельного возбуждения путем снятия его основных характеристик;

- проводить анализ явлений в двигателе, давать оценку методов пуска, методов регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, применять безопасные приемы работы с электрооборудованием.

1  ПРОГРАММА испытаний

        1.1 Ознакомиться с лабораторным стендом, особенностями и возможностями его электрической схемы. Записать паспортные данные исследуемого двигателя и нагрузочного генератора, а также величину активного сопротивления цепи обмотки якоря r_a.

        1.2 Собрать схему  согласно рисунку B.1 и В2 (стол №1) или рисунку В.3 и В4 (стол №2) Приложения В.

        1.3 Провести экспериментальные исследования

1.3.1 Снять рабочие характеристики двигателя

    

при  , 

        1.3.2 Исследовать регулировочные свойства двигателя

1.3.2.1 Снять регулировочную характеристику

при   

1.3.2.2 Снять скоростные характеристики при различной величине магнитного потока обмотки возбуждения

 при

для   

1.3.2.3 Снять скоростные реостатные  характеристики

 при  ,

для 

2  МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методические указания к пуску двигателя

Перед началом работы ознакомьтесь с правилами безопасности при проведении лабораторных работ, приведенных в данных методических указаниях (раздел 9).

Как известно, частота вращения якоря определяется следующей зависимостью 

                                                                                        

Магнитный  поток Ф определяется величиной тока возбуждения, и при токе возбуждения равным нулю, равен остаточному магнитному потоку, который составляет (0,01 ÷ 0,03) Ф_н, при этом частота вращения якоря будет достигать недопустимых значений.

Поэтому процесс пуска двигателя следует начинать с подачи напряжения на обмотку возбуждения. Далее следует установить величину тока возбуждения максимальной с помощью реостата  RR2 – стол №1 или RP1 – стол №2.

  Как известно, ток якоря двигателя определяется следующей зависимостью

                                                                                          

где U –напряжение обмотки якоря;

 - противоЭДС обмотки якоря;

– магнитный поток машины;

 - сопротивление цепи обмотки якоря;

 - частота вращения двигателя.

В современных двигателях постоянного тока параллельного возбуждения нормального исполнения величина противоЭДС в номинальном режиме (при  ) составляет (0,9÷0,95)U_н.

При прямом пуске двигателя в начальный момент времени, когда частота вращения якоря еще равна  нулю, двигатель из сети потребляет большой пусковой ток, равный

                                                                                                 

При прямом пуске

где  - сопротивление обмотки якоря;

       - сопротивление щеточного контакта.

 Большие токи могут вывести двигатель из строя, поэтому непосредственное включение в сеть двигателя постоянного тока последовательного возбуждения мощностью Р₂ ≥  500 Вт  недопустимо.

Из (1.2) следует, что ограничить величину пускового тока можно:

- путем уменьшения питающего якорь напряжения U;

- путем увеличения сопротивления цепи обмотки якоря  .

Лабораторные стенды позволяют увеличивать сопротивление в цепи обмотки якоря.

Поэтому для осуществления пуска возбужденного двигателя постоянного тока перед подачей напряжения на обмотку якоря необходимо ввести добавочное сопротивление в цепь обмотки якоря (RR3 – стол №1 и  R1 – стол №2). По окончании процесса пуска эти сопротивления необходимо вывести.

2.2 Методические указания к осуществлению реверса

Изменить направление вращения двигателя можно двумя путями:

- изменить направление тока в обмотке якоря;

- изменить направление тока в обмотке возбуждения.

Лабораторный стенд позволяет изменить направление тока в обмотке возбуждения с помощью переключателя SA2 – стол №1 и стол 2.

2.3 Методические указания к снятию рабочих характеристик

    

при  , 

Как известно, установившийся режим работы двигателя характеризуется равенством

                                                   ,                                         

Полезная мощность на валу двигателя будет равна

                                                  , Вт