Содержание

Лабораторная работа №1 ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ	4
Лабораторная работа №2 ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ	10
Лабораторная работа №3 ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР	16
Лабораторная работа №4 АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ	22
Лабораторная работа №5 ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ	27
Лабораторная работа №6 СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР	33

Лабораторная работа №1

Генератор постоянного тока смешанного возбуждения

Цель работы:

1. Ознакомиться с конструкцией электрической машины постоянного тока.

2. Изучить принцип действия генератора постоянного тока смешанного возбуждения.

3. Снять и проанализировать основные характеристики генератора смешанного возбуждения.

Теоретические пояснения

Основными частями генератора постоянного тока являются:

а) ярмо;

б) главные и дополнительные полюса с обмотками;

в) якорь с обмоткой;

г) коллектор и щетки.

Все генераторы постоянного тока делятся на две основные группы, а именно: на генераторы независимого возбуждения и самовозбуждающиеся. Генератор смешанного возбуждения относится к самовозбуждающимся генераторам. Он имеет две обмотки возбуждения: параллельную и последовательную. В генераторах смешанного возбуждения различают согласное и встречное соединение обмоток возбуждения.

При согласном соединении магнитные потоки параллельной и последовательной обмоток возбуждения складываются, при встречном соединении магнитный поток последовательной обмотки направлен встречно и ослабляет магнитный поток параллельной обмотки возбуждения.

Самовозбуждение генератора при холостом ходе осуществляется параллельной обмоткой возбуждения.

При вращении якоря в магнитном поле полюсов в его обмотке индуктируется ЭДС, определяемая формулой:

.

Напряжение генератора выражается формулой .

Свойства генератора постоянного тока смешанного возбуждения определяются его характеристиками, основными из которых являются характеристики холостого хода, внешняя и регулировочная.

Характеристика холостого хода

Так называется зависимость ЭДС, наводимой в обмотке якоря генератора, от тока возбуждения при отсутствии тока во внешней цепи ( ) и постоянной частоте вращения якоря (n = const).

при , n =n_н= const.

Внешние характеристики

Внешние характеристики определяют собой зависимость напряжения на зажимах генератора U от величины тока во внешней цепи при постоянной частоте вращения якоря n_н и при постоянном сопротивлении цепи параллельной обмотки возбуждения.

при R_в=const, n_н= const.

Регулировочные характеристики

Регулировочной характеристикой называется зависимость, показывающая как необходимо изменять ток параллельной обмотки возбуждения при изменении тока нагрузки , чтобы при постоянной частоте вращения якоря напряжение на зажимах генератора было постоянным.

при U=U_н=const, n =n_н= const.

Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию генератора постоянного тока смешанного возбуждения и ознакомиться со схемой, которую следует собрать в работе (рис. 1).

2. С обрать электрическую цепь по схеме рис.1. Якорь генератора в данной лабораторной работе приводится во вращение одним из двух первичных двигателей: трехфазным асинхронным двигателем с фазным ротором или двигателем постоянного тока параллельного возбуждения.

3. Осуществить пуск в ход первичного двигателя.

4. а) Пуск трехфазного асинхронного двигателя (рис. 1а). Пусковой реостат R_п1, в цепи ротора двигателя полностью ввести, нажать на кнопку “пуск” и плавно (с выдержкой времени на каждой ступени 3 – 5 секунд) вывести сопротивление пускового реостата до нулевого положения.

5. б) Пуск двигателя постоянного тока параллельного возбуждения (Рис. 1б). Пусковой реостат R_п в цепи якоря двигателя полностью ввести, для чего ключ К1 поставить в положение “пуск”, а регулировочный реостат R_ВД в цепи обмотки возбуждения полностью вывести (ключи К2 – К4 замкнуты). Нажатием кнопки “пуск” подать напряжение на зажимы двигателя и через 5 ­– 10 секунд поставить ключ К1 в положение “работа”. Частота вращения двигателя, а значит и частота вращения якоря исследуемого генератора, регулируется изменением сопротивления регулировочного реостата R_ВД (ключи К2 – К4).

6. Снять характеристику холостого хода при , n =n_н= const. Для снятия характеристики холостого хода необходимо отключить нагрузку генератора (ключи К11 – К15 разомкнуты). Первое измерение производится при отключенной параллельной обмотке возбуждения.

Таблица 1

№	Восходящая ветвь		Нисходящая ветвь
пп	Iв, А	E, B	Iв, А	E, B	Примечание
1
2					Ir = 0
3					n=con
4					st
5
6

Следует разомкнуть ключ К₅ и измерить вольтметром остаточную ЭДС. Затем, замкнув ключ К₅ и увеличивая ток возбуждения с помощью реостата R_ВГ, поочередно включая ключи К6 – К10, произвести измерения тока возбуждения I_в и ЭДС Е до Е = (1 - 1,25)U_н для снятия восходящей ветви характеристики холостого хода. Нисходящую ветвь характеристики холостого хода снять выключая ключи в обратной последовательности. Последнее измерение выполнить при I_в = 0, для чего разомкнуть ключ К₅. Результаты опытов занести в таблицу 1, по данным которой затем построить характеристику холостого хода. Примерный вид характеристики холостого хода показан на рис.2.

7. Снять внешнюю характеристику при R_в=const, n_н= const. Для снятия внешней характеристики генератора сначала только при параллельном его возбуждении необходимо перемкнуть выводы С₂ и С₂ последовательной обмотки возбуждения. Затем следует замкнуть ключ К₅ и, изменяя сопротивление регулировочного реостата R_ВГ ключами К6 –К10 в цепи параллельной обмотки возбуждения, возбудить генератор до напряжения U = (1 - 1,25)U_н при номинальной частоте вращения. Первое измерение произвести при разомкнутых ключах К11 – К15, и постепенно нагружая генератор, сделать еще 4 - 5 измерений при различных значениях тока I_Г (до I_Г = 1,2I_н) .

Таблица 2

	Параллельное возбуждение		Согласное возбуждение		Встречное возбуждение		Приме-
	Ir	U	Ir	U	Ir	U	чание
	А	В	А	В	А	В
1
2							Rв=const n=const
3
4
5
6

Для снятия внешних характеристик при смешанном возбуждении генератора следует остановить двигатель, убрать перемычку С₁С₂, снова пустить двигатель в ход. Возбудить генератор до такого же напряжения, что и в случае параллельного возбуждения, и снять внешнюю характеристику. Затем поменять местами подключение к схеме зажимов С₁ и С₂ и еще раз снять внешнюю характеристику. Данные трех опытов занести в таблицу 2 и по ним построить три внешние характеристики (рис. 3).

В нешняя характеристика генератора смешанного возбуждения при согласном включении его параллельной и последовательной обмоток возбуждения располагается выше (кривая 1), чем при встречном включении их (кривая 3). Значение номинального изменения напряжения можно определить по формуле: , где U_o – напряжение на зажимах генератора при холостом ходе.

8. Снять регулировочную характеристику. при U=U_н=const, n =n_н= const. Для снятия этой характеристики генератор необходимо привести во вращение и без нагрузки ( ) возбудить до номинального напряжения U_н. Эту характеристику снять для генератора только при параллельном его возбуждении. Увеличивая ток нагрузки (I_г), ток возбуждения (I_в) следует устанавливать такой величины, чтобы напряжение оставалось постоянным и равным U_н. Произвести 5 - 6 измерений и данные опыта занести в таблицу 3. По полученным данным построить регулировочную характеристику, вид которой представлен на рис. 4.

Т аблица 3

№	Ir	Iв	Примеча-
	А	А	ние
1
2			Ur =const
3			n = const
4
5
6

9. В заключение отчета необходимо сформулировать выводы в виде ответов на следующие вопросы:

1. Как происходит процесс самовозбуждения генератора постоянного тока?

2. От чего зависит ЭДС генератора постоянного тока? Объяснить характер характеристики холостого хода.

3. Объяснить характер внешних характеристик генератора.

4. Как регулируют напряжение генератора? Объяснить характер регулировочной характеристики.