Электротехника \ Электрические машины

Учебные испытания двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Технологический

Университет Растительных Полимеров.

Кафедра автоматизированного электропривода и электротехники.

Лабораторная работа №5.

Электрические машины.

Учебные испытания двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Выполнил: Проверил:

студент группы № 533 преподаватель

Рудалев Е. В. Мартынов А. А.

Санкт-Петербург

2001.

Цели и задачи работы: Целью настоящей работы является исследование

рабочих свойств двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением,

в установившемся режиме. (Сериесный двигатель.)

С.Д. широко применяется в различных транспортных средствах. Отличительной особенностью СД является зависимость магнитного потока от тока якоря.

Скорость вращения, с уменьшением нагрузки на валу, резко увеличивается.

При холостом ходе СД идет в разнос, что является опасным для механической

прочности электродвигателя. Поэтому при пуске СД должен иметь минимальную нагрузку (0,2 / 0,25 )*I_Я_N , при этом скорость вращения не должна превышать 1,5nN.

1.Снятие рабочих характеристик.

P₁ , P₂, M , n , ζ =f (I_я) , при U_я = U_я_N = 90 B.

P₁=мощность, потребляемая двигателем;

P₂=полезная мощность, снимаемая с вала двигателя;

M=полезный момент, развиваемый двигателем;

ζ=коэффициент полезного действия.

Таблица №1.

	Измерено.		Вычислено.
№	I_я	n	P₁	P₂	Ω	M₂	ζ	P_ст+P_мех	P_эл1	∑P
	А	Об/мин	Вт	Вт	Рад/с	Н*м	-	Вт	Вт	Вт
1	4	1750	360	210,68	183,17	1,15	0,59	45	104,32	149,32
2	3,5	1875	315	185,13	196,25	0,94	0,59	50	79,87	129,87
3	3	2062,5	270	156,82	215,88	0,73	0,58	54,5	58,68	113,18
4	2,5	2375	225	122,25	248,58	0,49	0,54	62	40,75	102,75
5	2	2750	180	81,92	287,83	0,28	0,46	72	26,08	98,08

Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением.

2.Снятие характеристики регулирования.

N=f (U_я) СД при двух значениях момента нагрузки:

M₂= M_2N M₂=0.5*M_2N U_a=90 B.=const.

Таблица №2.

	Измерено.			Вычислено.
№.	I_я	U_я	N	P₂	P₁	ζ
	A	B	Об/мин	Вт	Вт	-
M₂= M_2N
1	4	90	1750	210,68	360	0,58
2	4	80	1562,5	174,68	320	0,54
3	4	70	1325	143,68	280	0,51
4	4	60	1150	106,68	240	0,44
5	4	50	950	73,68	200	0,37
		M₂=0.5*M_2N
1	2	90	2687,5	75,92	180	0,42
2	2	80	2500	66,92	160	0,42
3	2	70	2312,5	52,92	140	0,38
4	2	60	2000	41,92	120	0,35
5	2	50	1650	30,92	100	0,31

Характеристики регулирования скорости вращения при изменении напряжения.

M₂= M_2N

M₂=0.5*M_2N

3.Снятие характеристик регулирования скорости.

1.Шунтирование обмотки возбуждения.

n=f (a_B) ; M₂=const ; U_я=90 B. P₂,I_я,P,I_f,n,ζ = f (a_B).

Таблица №3.

	Измерено.			Вычислено.
№	I_я	I_шов	n	I_В	a_B	P₁	P₂	ζ	DP_шов	P_эл₁	P_ст+Р_м	∑P
	A	A	Об/мин	A	-	Вт	Вт	-	Вт	Вт	Вт	Вт
1	2,5	0,2	2375	2,3	0,08	225	122	0,54	0,13	40,7	62	103
2	2,75	0,6	2437	2,15	0,22	247	131	0,53	1,19	49,3	66	117
3	3	1	2487	2,0	0,33	270	141	0,52	3,32	58,7	67	129
4	3,4	1,8	2525	1,6	0,53	306	151	0,49	10,7	75,4	68	154
5	3,7	2,35	2550	1,35	0,63	333	156	0,47	18,3	89,3	69	176

Характеристики регулирования скорости вращения при изменении величины магнитного потока.

2.Шунтирование обмотки якоря.

M₂=const ; U_я=90 B. P`₁ ,P₂,I_я,P₁, ,n,ζ,I_c,I_шя,I_в = f (a_я).

Таблица №4.

	Измерено.			Вычислено.
№	I_я	I_шов	n	I_c	a_я	P₁	P₂	ζ	P`₁	P_ст	P_эл	∑P
	A	A	Об/мин	A	-	Вт	Вт	-	Вт	Вт	Вт	Вт
1.	2,5	2,3	1650	4,8	0,92	432	144	0,327	225	43	40,75	83,75
2.	2,4	2,8	1600	5,2	1,17	468	136	0,292	216	42	37,55	79,55
3.	2,3	3,3	1575	5,6	1,43	504	131	0,261	207	42	34,49	75,49
4.	2,25	3,55	1550	5,8	1,58	522	129	0,248	202,5	40	33,01	73,00

Характеристики регулирования скорости вращения при изменении величины магнитного потока.

Расчетные формулы.

I_с=I_я+I_шя ; a_я=I_шя / I_я ; P₁=U_я* I_c ; P`₁= U_я* I_я ; n=n_в / k_тр ; k_тр=0.04 В*мин. / об.

P₂=P₁ - ∑P = U_я*(I_я+I_шя) – P_эл1 – P_ст – P_мех - DP_шя ; DP_шя=U_я*I_шя ;

P_эл1=I²_я*(R_я+R_дп+R_ов) ; R_я+R_дп=3.2 Ом ; R_ов=3.32 Ом.;

P₂= U_я* I_я - P_эл1 - P_ст – P_мех ; ζ=P₂ / P₁ .

Выводы по проделанной работе.

Отличительной особенностью СД является зависимость магнитного потока от тока якоря.Ф=F_ов=2*I_a*W_ов=I_а . (нелинейный участок кривой намагничивания).

СД нельзя допускать в режим холостого хода. Скорость вращения с уменьшением нагрузки на валу резко увеличивается, что приводит к опасному для механической прочности электродвигателя исходу.

При пуске I_a – увеличивается и двигатель обладает пусковым моментом, что важно для привода. Для получения номинального режима, при снятии рабочих характеристик,

необходимо после пуска двигателя в ход установить номинальный момент двигателя,

регулируя величину сопротивления R и R_р2 и величину напряжения U_я .

Далее момент нагрузки уменьшают до М₂_min=0,25* М_N ,уменьшение момента нагрузки

осуществляется путем увеличения сопротивления цепи обмотки якоря машины.

У двигателя с последовательным возбуждением ток I_в = I_я .Принимая .что Ф=Iя

и учитывая, что М=С_м*Ф*I_я , скорсть вращения может быть представлена в виде:

n ,т.е

Регулирование скорости вращения возможно двумя способами:

1) Изменением напряжения, подводимого к якорю (U_я), т.е. изменением R_ap.

2) Изменением величины магнитного потока, т.е. изменением потока возбуждения:

а) шунтированием О.В, которое приводит к уменьшению магнитного потока, а следовательно к увеличению скорости вращения:

n≈; , где

б) шунтированием о.я

При регулировании скорости вращения двигателя с последовательным возбуждением путем изменения величины магнитного потока появляются дополнительные потери в шунтирующих сопротивлениях. Величины этих потерь могут быть определены.