Исследование скоростных и механических характеристик электродвигателя. Исследование регулировочных свойств электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения в системе «генератор-двигатель». Исследование замкнутой схемы электропривода

Работа №1. Исследование скоростных и механических

характеристик электродвигателя постоянного тока

параллельного (независимого) возбуждения

Цель работы. Приобрести практические навыки в выполнении опытов по снятию данных и построении механических и скоростных характеристик электродвигателя постоянного тока параллельного (независимого) возбуждения для различных режимов работы; получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о скоростных и механических характеристиках этого электродвигателя.

Программа работы. 1. Ознакомиться с устройством лабораторной установки, записать паспортные данные электрических машин и данные измерительных приборов.

2.  Подготовить лабораторную установку к снятию данных скоро стных и механических характеристик.

3.  Снять данные для построения скоростных и механических ха рактеристик электродвигателя в генераторном тормозном, двигатель ном (основном) режимах и тормозном режиме противовключением:

а) при г_доб = 0; б) при г_доб = г_доб1; в) при г_доб щ г_Доб2.

4.  Снять данные для построения скоростных и механических ха рактеристик электродвигателя в режиме динамического торможения:

а) при г_торм1; б) при г_торма.

5.  Построить скоростные и механические характеристики электро двигателя для всех режимов его работы.

6.  Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе. Подготовка  к  работе.   1. Повторить   теоретический  материал:

режимы работы электродвигателей постоянного тока параллельного (независимого) возбуждения — двигательный (основной), генераторный тормозной с отдачей энергии в сеть (рекуперативный), тормозной противовключением и тормозной динамический; скоростные и механические характеристики электродвигателя при этих режимах; условия перехода электродвигателя из одного   режима в другой.

2. Подготовить в рабочей тетради таблицы для занесения результатов опытов и координатные сетки для построения графиков.

Порядок выполнения работы. Основные понятия. Скоростная характеристика электродвигателя постоянного тока представляет собой зависимость частоты вращения п от тока в обмотке якоря 1_а при неизменном токе возбуждения и номинальном подведенном напряжении.

Уравнение скоростной характеристики п — f(I_a) имеет вид

_п _U-l_aR _    U                      igR _m                                               (27.1)

с_еф                 с_еф         с_еФ

Механическая характеристика электродвигателя постоянного тока представляет собой зависимость частоты вращения п от момента М при неизменном токе возбуждения и номинальном подведенном напряжении.

Уравнение механической характеристики п — f(M) имеет вид я=-^_______ **_.                                 (27.2)

С_еФС_гС_мФ²

Здесь с_е = pN/(60a); с_м = pNI{2na) — постоянные коэффициенты; Ф — основной магнитный поток, Вб;

Я = 2г + г_доб                                                                   (27.3)

— электрическое сопротивление цепи якоря электродвигателя, Ом; 2г — сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре; г_Доб — добавочное сопротивление, включенное в цепь якоря электродвигателя.

В режиме идеального х. х. ток в цепи якоря 1_а = 0, а следовательно, и момент М = 0, поэтому частота вращения в режиме идеального х. х. (об/мин)

п_о = и/(с.Ф).                                      (27.4)

Таким образом, уравнения скоростной и механической характеристик можно привести к виду

п = п_о — Ап,                                      (27.5)

где An— изменение частоты вращения, вызванное нагрузкой двига-геля.

Зависимость Anот тока нагрузки определяется выражением

An = -[I_aR/(c_eO)],                                    (27.6)

iзависимость Anот момента нагрузки имеет вид

An= — [М1У(с_ес_иФ%                               (27.7)

Таким образом, как это следует из (27.5), скоростная и механиче-:кая характеристики электродвигателя параллельного (независимого) юзбуждения представляют собой прямые линии .(Р^ис 27.1). Выра-кения (27.6) и (27.7) показывают, что изменение частоты вращения электродвигателя, обусловленное изменением его нагрузки, прямо пропорционально электрическому сопротивлению цепи якоря JR— 2/- + г_доб. Поэтому, наименьшему сопротивлению цепи якоря R= 2г соответствует наименьшее изменение частоты вращения An. В этом случае скоростная и механическая характеристики электродвигателя являются наиболее жесткими. Такие характеристики называют естественными (кривая /). Если

же в цепь якоря ввести добавочное сопротивление, т. е. если R= = 2г + г_доб,.то влияние нагрузки на величину An становится более значительным и характеристики электродвигателя становятся мягкими и их угол наклона к оси абсцисс увеличивается (кривые 2 и 3). Такие характеристики называют искусственными (реостатными).

Все характеристики электродвигателя независимо от величины сопротивления цепи якоря пересекаются в точке идеального х. х. (пограничной частоты вращения) п₀. Объясняется это тем, что при идеальном х. х. ток якоря 1_а и момент М равны нулю, а поэтому изменение частоты вращения An = 0 [см. (27.6) и (27.7)].

Как отмечалось, скоростные и механические характеристики электродвигателя постоянного тока параллельного (независимого) возбуждения прямолинейны [см. (27.5)]. В связи с этим положение любой из этих характеристик определяется двумя точками. Одной из них является точка идеального х. х. с координатами п₀ и /_а = 0 или М = = 0, а другой — точка номинальной нагрузки в двигательном (основном) режиме с координатами я_ном и /_аном или М_ном. Если в цепи якоря нет добавочного сопротивления (R= 2г), то координаты точки номинальной нагрузки определяются паспортными данными электродвигателя. Если же в цепь якоря включено добавочное сопротивление