6. Обработка результатов и оформление отчета

1. Каждый студент должен подготовить индивидуальный отчет по выполненной лабораторной работе, который подлежит защите. Отчет выполняется в соответствии с требованиями настоящих правил.

2. В отчете на титульном листе указывается название академии, кафедры и лаборатории, фамилия и инициалы студента, выполнившего работу, номер его академической группы. К зачету все выполненные и защищенные отчеты представляются в сброшюрованном виде либо в виде общей тетради.

3. Содержание отчета должно соответствовать перечню разделов, приведенных в методических рекомендациях после описания каждой лабораторной работы.

4. Расчетная часть работы должна быть представлена в следующем виде:

1. четко сформулированная цель расчетов (например: «расчет выполнен с целью сопоставления экспериментально полученных механических характеристик асинхронного двигателя с теоретическими»);

2. приводится расчетная формула с расшифровкой принятых символов и указанием единиц измерения и расчетов;

3. пример расчета характерного для эксперимента режима (например, номинального) с подстановкой в формулу числовых данных из раздела «Измерено» соответствующей таблицы. Далее рекомендуется сделать запись: «…Остальные результаты расчета сведены в таблицу №…» и внести результаты расчетов в раздел «Рассчитано» соответствующей таблицы;

4. по результатам измеренных и рассчитанных параметров должны быть построены графики. Графики следует вычерчивать размером не менее 100 мм х 100 мм (рекомендуется на бумаге с координатной сеткой). На осях приводятся обозначения аргумента (по оси абсцисс) и функции (по оси ординат) с указанием масштаба и размерности величин. Расчетные таблицы и графики допускается выполнять на ПЭВМ в Excel. Если в одних координатных осях строят несколько графиков функций одной независимой переменной, то следует изобразить дополнительные шкалы ординат параллельно основной, каждую со своим масштабом.

5. при изображении графиков следует учитывать, что всякое измерение имеет случайные погрешности (истинное значение измеряемой величины остается неизвестным и вместо него принимают некоторое ее значение, признаваемое за наиболее приближающееся к истинному). Поэтому при построении графиков проводят плавные непрерывные линии среди экспериментальных точек, которые отражают теоретическую закономерность исследуемого параметра (функции). Отступление некоторых точек от плавной кривой называют разбросом точек; величина разброса при наблюдении закономерных явлений определяет тщательность проведения эксперимента.

6. при наличии на одном графике нескольких кривых точки, соответствующие опытным данным, но относящиеся к различным кривым, должны быть отмечены различными условными значками (крестиками, кружочками и т.д.), либо вычерчены линиями разного цвета;

7. каждый график должен быть снабжен таким лаконичным текстом, чтобы любой достаточно подготовленный читатель мог легко понять, какую зависимость характеризует построенный график;

8. в заключительной части отчета должны быть приведены выводы по лабораторной работе. В выводах должны быть четко сформулированы результаты работы и соответствие результатов эксперимента теории. При расхождении экспериментальных материалов и теории следует привести свою версию расхождений.

9. на последней странице отчета следует указать дату оформления и поставить подпись исполнителя.

5. Отчет должен быть составлен таким образом, чтобы для понимания содержания и результатов проведенной работы (выводов) не требовалось дополнительных устных пояснений.

6. К зачету и к экзамену по дисциплине допускаются студенты, выполнившие и защитившие все полагающиеся по программе лабораторные работы, оформившие и защитившие отчеты в соответствии с перечисленными выше требованиями.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

1. Цель работы: изучение устройства и характеристик генератора постоянного тока.

2. Рабочее задание:

   1. Изучить устройство, принцип действия генераторов постоянного тока с различными способами возбуждения.

   2. Изучить состав лабораторного стенда, назначение, функционирование и устройство электрических машин, аппаратов и приборов, задействованных в лабораторной работе.

2.3. Исследовать генераторы постоянного тока при различных способах возбуждения. Объем работы задается преподавателем.

2.4. Сделать выводы. В выводах привести анализ вида характеристик: холостого хода, внешних, регулировочных; показать необходимость и способы регулирования напряжения генератора; сделать выводы об области применении генераторов с различными способами возбуждения.

3. Методические рекомендации к выполнению работы:

   1. К п. 2.1 и 2.2 рабочего задания: устройство, принцип действия, назначение и функционирование отдельных элементов (частей) генераторов постоянного тока; определение понятий реакция якоря, коммутация, характеристика холостого хода, внешняя характеристика, регулировочная характеристика - изучаются студентами самостоятельно с использованием материала лекций, рекомендованных учебников, плакатов и макетов электрических машин в учебных лабораториях. Изучить назначение различных обмоток возбуждения генераторов постоянного тока и способы соединения обмоток (рис. 1).

   2. К п. 2.3 рабочего задания:

3.2.1 исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.

а) собрать электрическую схему приводного электродвигателя (рис. 2). Номинальные параметры используемых приборов, резисторов и иного оборудования студенты выбирают самостоятельно. По согласованию с преподавателем последовательную обмотку LM2 допускается не использовать. С разрешения преподавателя опробовать работу приводного электродвигателя на холостом ходу. При этом рекомендуется следующий алгоритм действий:

1) убедиться, что все воздушные выключатели на стенде выключены, движок реостата R1 (см. рис. 2) находится в положении, при котором его сопротивление равно нулю (ток в обмотке возбуждения электродвигателя номинальный), напряжение на вы ходе регулятора TV1 равно нулю, сопротивление реостата R2 максимальное;

Рис. 1

Рисунок 2 – Схема приводного электродвигателя постоянного тока. По согласованию с преподавателем обмотку последовательного возбуждения допускается не использовать

2) включить необходимые автоматические выключатели;

реостатом R1 (см. рис. 2) установить номинальный ток в обмотке возбуждения LM1 приводного двигателя;

3) плавным поворотом рукоятки регулятора TV1 разогнать электродвигатель до скорости примерно 30% номинальной;

4) вывести реостат R2 полностью: R2 = 0;

5) регулятором TV1 довести скорость вращения двигателя до номинальной и в дальнейшем поддерживать номинальную скорость вращения приводного двигателя.

б) снять характеристику холостого хода генератора. Для этого следует собрать электрическую схему генератора постоянного тока независимого возбуждения (рис. 3). Номинальные параметры используемых приборов, резисторов и иного оборудования студенты выбирают самостоятельно. Перед выполнением этого раздела эксперимента рекомендуется изобразить примерный ожидаемый вид характеристики холостого хода (рис. 4) и заготовить шаблон таблицы измеренных и вычисленных величин пара-

Рисунок 3 - Генератор постоянного тока независимого возбуждения

Iв вниз

I_В вверх

Рисунок 4 – К снятию характеристики холостого хода генератора постоянного тока

метров. Во время снятия характеристики холостого хода выключатель S или все выключатели лампового реостата разомкнуты. Далее рекомендуется следующий алгоритм действий:

1. убедиться, что все воздушные выключатели на стенде выключены, движок реостата R1 (рис. 2) находится в положении, при котором его сопротивление равно нулю, напряжение на выходе регулятора TV1 (рис.2) равно нулю, сопротивление реостата R2 (рис. 2) максимальное;

2. включить необходимые автоматические выключатели;

3. реостатом R1 (рис. 2) установить номинальный ток в обмотке возбуждения LM1 приводного двигателя;

4. плавным поворотом рукоятки регулятора TV1 (рис. 2) разогнать электродвигатель до скорости примерно 30% номинальной;

5. вывести реостат R2 (рис. 2) полностью: R2 = 0;

6. регулятором TV1 довести скорость вращения двигателя до номинальной и в дальнейшем поддерживать номинальную скорость вращения приводного двигателя;

7. убедиться, что ток возбуждения исследуемого генератора (рис. 3, амперметр РА2) равен нулю. Зафиксировать в отчете значение напряжения (ЭДС) на выходе генератора G при разомкнутом выключателе S (все лампы нагрузочной цепи выключены), при номинальной скорости вращения и отсутствии тока в обмотке LG1;

8. плавно увеличивать ток возбуждения генератора от нуля до максимума, но не более величины, соответствующей 1,1 номинального напряжения генератора. При этом в таблицу эксперимента (форма таблицы разрабатывается студентами самостоятельно) занести 5…7 точек. Ток возбуждения исследуемого

генератора в ходе этого эксперимента следует увеличивать монотонно вверх, снижение тока возбуждения в процессе этой части эксперимента недопустимо.

9. после достижения 1,1 номинального напряжения (или максимально возможного, но не более 1,1 номинального) на выходе генератора монотонно уменьшать ток возбуждения исследуемого генератора до нуля. Снять 5…7 точек. Зафиксировать в отчете конечное напряжение (ЭДС) после уменьшения тока возбуждения до нуля. В ходе эксперимента следует поддерживать скорость вращения генератора неизменной, равной номинальной скорости;

10. остановить приводной электродвигатель, уменьшая выходное напряжение регулятора TV1 до нуля;

11. возвратить все рукоятки регуляторов в нулевое положение;

12. выключить автоматические выключатели.

в) снять внешнюю характеристику генератора независимого возбуждения. Перед началом эксперимента рекомендуется изобразить примерный ожидаемый вид внешней характеристики генератора независимого возбуждения (см. ниже рис. 7, характеристика 1). В ходе эксперимента следует поддерживать скорость вращения генератора неизменной, равной номинальной скорости, а ток возбуждения генератора равным номинальному. Рекомендуемый алгоритм действий:

1. выполнить все действия 1)…6) пункта 3.2.1 – б);

2. установить напряжение на выходе генератора G равным U = 150 В;

3. увеличивать ток нагрузки генератора G до величины 1,2 I _НОМ. Зафиксировать при этом в таблице эксперимента, разработанной студентами заранее, показания приборов, необходимые для построения внешней характеристики генератора независимого возбуждения (5…7 точек);

4. остановить приводной электродвигатель, уменьшая выходное напряжение регулятора TV1 до нуля;

5. возвратить все рукоятки регуляторов в исходное положение;

6. выключить автоматические выключатели.

3.2.2 исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения:

а) изменить электрическую схему генератора в соответствии с рис. 5.

б) Снять внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения. Перед началом выполнения этого раздела эксперимента рекомендуется изобразить примерный ожидаемый вид внешней характеристики генератора параллельного возбуждения. В ходе эксперимента следует

поддерживать скорость вращения генератора неизменной, равной номинальной скорости. Рекомендуемый алгоритм действий:

1. выполнить все действия 1)…6) п. 3.2.1 – б);

2. установить напряжение на выходе генератора G равным по величине напряжению холостого хода в предыдущем опыте (см. подпункт 2 пункта 3.2.1 - в);

3. нагружать генератор параллельного возбуждения до тока не более 1,2 номинального, фиксируя в отчете показания приборов в 5…7 точках;

4. остановить приводной электродвигатель, уменьшая выходное напряжение регулятора TV1 до нуля;

5. возвратить все рукоятки регуляторов в нулевое положение;

6. выключить автоматические выключатели.

Рисунок 5 - Генератор постоянного тока параллельного

возбуждения

3.2.3 исследование генератора смешанного возбуждения:

а ) дополнить предыдущую схему включением последовательной обмотки до вида, соответствующего схеме на рис. 6.

Рисунок 6 – Генератор смешанного возбуждения

б) снять внешнюю характеристику генератора смешанного возбуждения. изобразить примерный ожидаемый вид внешних характеристик при согласном и встречном включениях обмоток возбуждения генератора. Снять внешнюю характеристику генератора смешанного возбуждения. В ходе эксперимента следует поддерживать скорость вращения генератора неизменной, равной номинальной скорости. Внешнюю характеристику генератора возбуждения снимают, начиная с точки холостого хода (ламповый реостат полностью выключен), постепенно увеличивая нагрузку до номинальной величины.

г) изменить направление тока в сериесной обмотке возбуждения генератора, не переключая параллельной обмотки, и снять внешнюю характеристику при новом включении обмоток.