Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МУ ЭМ для УПИ- ред-окончат_100311

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
397.19 Кб
Скачать

механизма. Механическая характеристика, относящаяся к нормальным рабочим условиям двигателя (номинальное напряжение питания, номинальная частота сети и др.), называется естественной механической характеристикой. При изменении рабочих условий (напряжения питания, частоты сети и др.) механическая характеристика называется искусственной.

Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называют зависимости частоты вращения n, вращающего момента на валу двигателя М, потребляемого линейного тока I, скольжения s, коэффициента полезного действия η, коэффициента мощности cos ϕ двигателя и потребляемой мощности Р1 от полезной мощности на валу двигателя Р2.

Изменение напряжения на зажимах статора приводит не только к изменению вращающего момента. С напряжением на зажимах статора связаны скорость вращения ротора n и мощность на валу двигателя Р2 = 0,105 Мn при постоянном вращающем моменте М.

Чем ниже напряжение, тем меньше скорость n и мощность Р2. Величина напряжения, подводимого к статору, оказывает влияние и на коэффициент полезного действия двигателя. Таким образом, с изменением напряжения на фазах двигателя изменяются и его рабочие характеристики.

Одним из основных недостатков асинхронного двигателя долгое время являлась сложность регулирования частоты вращения. Частота вращения асинхронного двигателя определяется формулой n = 60 f1 (1-s) / p, из которой следует, что величину n можно регулировать путем изменения частоты сети f1, числа пар полюсов p (ступенчатое регулирование), изменением скольжения s, за счет изменения сопротивления цепи статора или ротора. В настоящее время основным способом регулирования частоты вращения асинхронных двигателей стало частотное регулирование, для чего используются преобразователи частоты, которые позволяют регулировать не только частоту вращения двигателя. В данной лабораторной работе электропитание двигателя осуществляется от преобразователя частоты, смонтированного в модуле трехфазного напряжения.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой (компьютер, модуль ввода, модуль питания, модуль трехфазного напряжения, модуль генератора постоянного тока). Ознакомиться с паспортными данными асинхронного двигателя и записать их в табл. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип дви-

Номинальное

Номинальный ток,

Номинальная

Номинальная

Коэффици-

Номинальный

гателя

напряжение, В

А

мощность,

частота вра-

ет полезно-

коэффициент

 

 

Υ

 

Υ

кВт

щения, об/мин

го действия,

мощности

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. В соответствии со схемой по рис. 1 нарисовать принципиальную электрическую схему исследуемой цепи.

3.3. Пробный пуск двигателя.

Собрать электрическую схему для исследования двигателя (рис. 1). Обратить

11

внимание при сборке схемы на соединение обмоток двигателя (треугольник). Установить на модуле трехфазного напряжения частоту питающего напряжения 50 Гц (потенциометр RP1 в крайнее правое положение).

МОДУЛЬ ВВОДА

А3

ДТ1

А1

ДН1

А4

ДТ2

ПК

А5 ДТ3

А2

ДН2

А6

ДТ4

МОДУЛЬ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

 

Вперед

 

SA2

Стоп

3

 

2

 

Сброс

 

 

1

 

SB1

0

5

 

SA1

 

RP1

A

В

С

АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

 

С1

С2

С3

С4

С5

С6

МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ

 

ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

 

 

+

U

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

4

4

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

 

SA1

 

 

 

 

 

 

0

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA2

Х1

Х2

 

LM

 

Х3

 

 

 

Х4

 

 

 

 

 

Х5

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

 

 

 

 

0

 

6

 

 

 

 

 

 

SA3

 

Х6

 

Х7

 

 

Рис. 1

После проверки схемы преподавателем произвести пробный пуск двигателя. Включить компьютер, открыть программу Delta Рrofi. Выбрать «Электромеханика – Работа № 2. Управление трехфазным асинхронным двигателем». Запус-

тить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» или командой главного меню «Управление – Пуск».

Включить модуль питания (выключатели QF1 и SA2), модуль трехфазного напряжения (выключатель SA1 и тумблер SA2 установить в позицию «Вперед»). При пуске двигателя обратить внимание на направление вращения двигателя. Остановить двигатель (тумблер SA2 в позицию «Стоп»).

Установить тумблер SA2 в позицию «Назад». Обратить внимание на направление вращения ротора двигателя. Остановить двигатель. Объяснить изменение направления вращения ротора двигателя.

3.5. Снять регулировочную характеристику асинхронного двигателя n=F(f) на холостом ходу. Для этого запустить двигатель и измерять напряжение питания, а также с помощью фототахометра частоту вращения ротора двигателя n при различных значениях частоты f напряжения питания двигателя. Частоту питающего напряжения изменять с помощью потенциометра RP1 модуля трехфазного напряжения. Результаты измерений занести в табл. 2. По результатам измерений постро-

12

ить регулировочную характеристику n=F(f). При этом учесть, что в частотном преобразователе обеспечивается выполнение U/f=const. Остановить двигатель.

Таблица 2

U

n, об/мин

f, Гц

3.6. Снять механические и рабочие характеристика асинхронного двигателя при соединении обмоток двигателя в треугольник.

В качестве нагрузки двигателя используется машина постоянного тока в генераторном режиме работы (модуль генератора постоянного тока). Величина нагрузки генератора с независимым возбуждением задается переключателем SA3 модуля генератора постоянного тока. В позиции «0» цепь нагрузки разомкнута. Переключатель SA2 модуля генератора установить в позицию «0» (сопротивление регулировочного реостата Rр в обмотке возбуждения равно нулю). Для измерения напряжения на якоре генератора постоянного тока использовать мультиметр или цифровой вольтметр в режиме измерения постоянного напряжения.

После проверки схемы преподавателем включить модуль питания (выключатели QF1 и SA2), модуль трехфазного напряжения. Запустить асинхронный двигатель (включить выключатель SA1, тумблер SA2 установить в позицию «Вперед»).

Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» или командой главного меню «Управление – Пуск» или горячей клавишей F5. Измерить напряжение питания UЛ, потребляемый ток IЛ, угол Fi, скорость вращения n, напряжение UЯГ и ток IЯГ якоря генератора постоянного тока. Записать показания приборов в режиме холостого хода двигателя в табл. 2. На модуле генератора постоянного тока подать на обмотку возбуждения питание выключателем SA1 модуля генератора постоянного тока. Изменяя величину нагрузки генератора переключателем SA3, произвести измерения тока генератора IГ при каждой нагрузке генератора. Частоту вращения измерять цифровым фототахометром. Результаты измерений записать в табл. 3. Остановить двигатель. Выключить генератор постоянного тока. Остановить про-

грамму, нажатием кнопки «Стоп» или командой главного меню «Управление – Стоп».

Для каждого режима работы провести вычисления тормозного момента Мт, создаваемого генератором постоянного тока на валу асинхронного двигателя, полезной мощности P2, коэффициента полезного действия исследуемого асинхронного двигателя η и скольжения s (табл. 3). При вычислении учесть, что сопротивление обмотки якоря генератора RЯ = 70 Ом.

Таблица 3

В Измерено ы

0

1

2

3

4

5

6

UЛ, B

IЛ, A

Fi, 0

n, об/мин

UЯГ, B

IЯГ, A

φ = Fi – 300

cos φ

13

КЕ= Uг +I ЯГR Я

n

КМ= КЕ.9,52

МтМIяг

P2=0,105 Мтn

η= Р2 100

Р1

s

Примечание: В соответствии со схемой включения измеряется линейное напряжение UАВ и линейный ток IА. Следовательно, измеряется и угол сдвига фаз Fi между этими величинами. Из векторной диаграммы очевидно, что угол сдвига фаз φ между линейным напряжением UАВ и фазным током IАВ будет φ = Fi – 300. При правильном подключении измерителя мощности угол Fi больше 900.

3.7. Снять механическую характеристику двигателя при пониженном напряжении питания. Для этого нарисовать схему включения обмоток асинхронного двигателя звезда и соединить обмотки двигателя по схеме звезда. После проверки схемы преподавателем опыт проводить аналогично пункту 3.6. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 4. Остановить двигатель с помощью кнопки SB1 модуля трехфазного напряжения и отключить тумблер SA2. Выключить генератор постоянного тока. Выключить электропитание. Остановить программу нажа-

тием кнопки «Стоп» или командой главного меню «Управление – Стоп». Таблица 4

0

1

2

3

4

5

6

n, об/мин

UЯГ, B

IЯГ, A

КЕ= Uг +I ЯГR Я

n

КМ= КЕ.9,52

МтМIяг

4.Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать: а) наименование работы и цель работы;

б) схемы экспериментов и таблицы полученных результатов; в) регулировочную и рабочие характеристики;

г) экспериментальные механические характеристики для всех опытов, построенные в одних координатных осях, выводы по проделанной работе.

5.Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия трехфазного асинхронного двигателя?

3.Как соединить звездой выводы обмоток трехфазного двигателя?

4.Как соединить треугольником выводы обмоток трехфазного двигателя?

5.Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

6.Какая зависимость называется механической характеристикой?

7.Какая мощность указывается в паспорте двигателя? Что такое скольжение?

8.Какие существуют способы регулирования частоты трехфазного асинхронного двигателя? Как при этом изменяется частота вращения ротора?

14

3.Работа № 3. ИСПЫТАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.Цель работы

Изучить принцип действия и устройство двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, ознакомиться со схемой его включения в сеть и регулированием частоты вращения. Проанализировать основные характеристики двигателя с параллельным возбуждением.

2.Пояснения к работе

Двигатель постоянного тока, как и любой электродвигатель, преобразует электрическую энергию, потребляемую из сети (источника электропитания), в механическую энергию вращения на валу электродвигателя. Двигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением так же, как и генератор, состоит из электромагнитов постоянного тока и якоря, снабженного коллектором со щетками.

Напряжение, подводимое к якорю двигателя уравновешивается противоЭДС

и падением напряжения в якоре

U = EЯ + IЯ RЯ.

Поэтому ток в якоре

IЯ = (U – EЯ)/ RЯ.

ПротивоЭДС пропорциональна скорости вращения якоря n и магнитному по-

току Ф:

E = cЕ n Ф,

где cЕ – конструктивная постоянная.

Сопротивление якоря относительно мало, но и ток якоря невелик из-за того, что в номинальном режиме противоЭДС составляет примерно 95% от напряжения, приложенного к якорю.

Пуск электродвигателей постоянного тока параллельного возбуждения производится путем подключения их обмоток к сети при минимальном сопротивлении в цепи параллельной обмотки возбуждения, которому соответствует максимальная сила тока возбуждения IВ. При этом в двигателе создается максимальный пусковой момент.

Частоту вращения якоря двигателя n при неизменном моменте на валу можно изменить путем изменений в электрической схеме включения двигателя. Это следует из следующего выражения для двигателя постоянного тока:

n = (U – IЯ RЯ) / cЕФ.

Из этого соотношения видно, что регулировать частоту вращения двигателя n можно изменением величины напряжения U источника электропитания, изменением величины сопротивления в цепи якоря RЯ, изменением величины магнитного потока Ф.

Для изменения величины магнитного потока нужно изменять ток возбуждения. Это достигается введением регулировочного реостата RР в цепь обмотки возбуждения. При увеличении величины регулировочного реостата уменьшается ток возбуждения и, следовательно, уменьшается магнитный поток. Как видно из приведенного соотношения, при этом увеличивается частота вращения якоря. При значительном уменьшении магнитного потока частота вращения может превысить допустимую величину и двигатель пойдет вразнос. Поэтому у двигателей с параллельным возбуждением нельзя допускать обрыв цепи обмотки возбуждения во время работы двигателя. В данной работе регулировочные характеристики снимают в режиме холостого хода двигателя.

15

Для остановки двигателя снимают нагрузку, если это возможно по технологическому процессу. Затем в цепи параллельной обмотки возбуждения выводят реостат RР (уменьшают сопротивление), что приводит к увеличению тока возбуждения, возрастанию магнитного потока и снижению частоты вращения. Затем вводят пусковой реостат и, наконец, отключают двигатель от сети.

Чтобы изменить направление вращения электродвигателя постоянного тока, нужно либо изменить направление тока в обмотке якоря, оставляя неизменным направление тока в параллельной обмотке возбуждения, либо изменить направление тока в обмотке возбуждения, не меняя направление тока в обмотке якоря. Обычно из-за того, что при размыкании цепи возбуждения возникает большая ЭДС самоиндукции, изменяют направление тока в обмотке якоря.

При работе электродвигателя при изменении нагрузки на его валу изменяются скорость вращения якоря, вращающий момент, ток якоря, коэффициент полезного действия и другие величины. О рабочих свойствах двигателя судят по его механической характеристике и рабочим характеристикам.

Механической характеристикой двигателя называют зависимость частоты вращения от момента на валу двигателя n = f (M) при U = const. Механическая характеристика при RР = 0, U =UНОМ и Ф = ФНОМ называется естественной, в противном случае – искусственной. Механическая характеристика двигателя с параллельным возбуждением – жесткая. Это значит, что при изменении нагрузки от нуля до номинальной нагрузки скорость вращения якоря уменьшается относительно мало, пропорционально падению напряжения в цепи якоря.

Рабочие характеристики представляют зависимости скорости вращения n, вращающего момента на валу M, потребляемой мощности P1 , потребляемого двигателем тока I, коэффициента полезного действия η от полезной мощности (n, M, P1, η) = f (P2) при постоянном напряжении U = const и постоянном токе воз-

буждения IВ = IВН = const.

Если пренебречь реакцией якоря, то магнитный поток двигателя с параллельным возбуждением при неизменном напряжении питания – постоянная величина Ф=const. Поэтому изменение скорости вращения двигателя обязано только падению напряжения в якоре IЯ RЯ. Поскольку при изменении нагрузки в пределах от холостого хода до номинальной нагрузки падение напряжения IЯRЯ увеличивается не значительно по сравнению с приложенным напряжением, то и скорость вращения двигателя с параллельным возбуждением n уменьшается не значительно. Номинальное изменение скорости вращения двигателя параллельного возбуждения определяется формулой

nН =(n0 –nН)/nН ,

где n0 – скорость вращения при холостом ходе, nН – номинальная скорость вращения.

Коэффициент полезного действия двигателя быстро растет при увеличении нагрузки до Р2 = 0.5РН и достигает наибольшего значения при нагрузке, когда сумма потерь холостого хода в стали и в цепи возбуждения (постоянные потери) равна потерям в цепи якоря, связанными с выделением тепла (переменные потери). Такое равенство может наступить, например, при Р2 = 0.75РН.

В лабораторной работе при снятии характеристик двигатель нагружают генератором постоянного тока с независимым возбуждением.

16

3.Порядок выполнения работы

3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой (компьютер, модуль ввода, модуль питания, модуль двигателя постоянного тока, модуль генератора постоянного тока, модуль мультиметров) и паспортными данными испытуемого двигателя. Записать паспортные данные двигателя в табл. 1.

 

 

 

Номинальные значения

 

Таблица 1

Тип двига-

 

 

 

 

 

теля

Мощность

Напряжение

Ток

Частота вращения

К.П.Д.

Вращающий момент

 

––––

кВт

В

А

об/мин

 

%

Нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Перевести мультиметр в режим измерения сопротивления, включить модуль питания (выключатель QF1) и измерить сопротивления обмотки якоря RЯ и обмотки возбуждения RОВ двигателя. Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

3.3. В соответствии со схемой по рис. 1 нарисовать

RЯ, Ом

 

электрическую схему экспериментальной установки.

RОВ, Ом

 

3.4. Включить компьютер, открыть программу Delta

 

 

Рrofi. Выбрать «Электромеханика – Работа № 3. Испытание двигателя постоянного

тока». Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск»

или командой

главного меню «Управление – Пуск».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОТОКА

 

 

 

МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

U

 

 

 

 

 

 

 

 

SA1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA2

 

 

 

 

 

Х1

Х2

LM

Х3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA3

 

 

 

 

 

 

Х6

Х7

 

 

 

ГЕНЕРАТОРПОСТОЯННОГО ТОКА

 

МОДУЛЬ ВВОДА

 

 

 

+

U

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А3

ДТ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA2

ДН1

А1

 

 

 

 

 

LM

 

 

 

 

 

 

Х1

Х2

Х3

 

А4

 

 

 

 

 

ДТ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПК

 

 

 

Х4

 

 

 

Х5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А5

ДТ3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДН2

А2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA3

 

А6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДТ4

 

 

 

Х6 Rд

 

Х7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1

3.5. Собрать исследуемую установку (рис. 1). Переключатель SА2 модуля двигателя постоянного тока установить в позицию «0» (регулировочный реостат выведен Rр=0). Переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока установить в позицию «1», используя добавочное сопротивление Rд в качестве пускового сопротивления. После пуска двигателя перевести переключатель SA3 в позицию «0»

17

3.6 После проверки преподавателем собранной цепи провести пробный пуск двигателя на холостом ходу, а также убедиться в возможности регулирования частоты вращения якоря двигателя изменением величины магнитного потока путем регулирования величины тока возбуждения. Для этого включить модуль питания (выключатель QF1) и подать питание на двигатель постоянного тока (выключатель SA1 модуля двигателя постоянного тока). После пуска двигателя перевести переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока в позицию «0». Обратить внимание на направление вращения якоря. Измерить фототахометром частоту вращения якоря двигателя. Изменить величину регулировочного реостата Rр переключателем SA2 модуля двигателя постоянного тока и снова измерить фототахометром частоту вращения якоря двигателя. Выключить питание двигателя (выключатель SA1) и установить переключатель SA3 в позицию «1». Объяснить изменение частоты вращения якоря двигателя. Изменить направление тока в обмотке якоря (изменить подключение выводов обмотки якоря). Включить питание двигателя и обратить внимание на направление вращения якоря. Выключить питание двигателя (выключатель SA1 модуля двигателя постоянного тока), установить переключатель SA3 в позицию «1», вернуться к исходному подключению обмотки якоря. Объяснить изменение частоты вращения якоря двигателя.

3.7 Снять регулировочную характеристику при холостом ходе (М = 0). Для этого пустить в ход двигатель. Установить переключателем SA2 наибольший

ток возбуждения IВ и измерить частоту вращения n (первый отсчет). Затем постепенно уменьшать ток возбуждения с помощью переключателя SA2 модуля двигателя постоянного тока, не допуская значительного повышения скорости относительно исходной. Результаты измерений записать в табл. 3. Выключить электропитание. По полученным данным построить регулировочную характеристику n = f(IВ).

Таблица 3

IВ, A

n, об/мин

3.8 Снять естественную механическую характеристику и рабочие характеристики двигателя. Включить электропитание стенда (выключатели QF1и SA2), пустить в ход двигатель (выключатели SA1модуля двигателя постоянного тока). Измерить напряжение питания двигателя постоянного тока U мультиметром, ток

якоря IЯ, ток возбуждения IВ и частоту вращения его якоря n. Результаты измерений записать в табл. 4

Затем, подав питание на модуль генератора постоянного тока (выключатель SA1 модуля генератора постоянного тока), изменять с помощью переключателя SA3 тормозной момент, создаваемый генератором, измерять величины, указанные в табл. 2.3.4. Не допускать превышение тока якоря двигателя более 0,8 А. Выключить питание генератора, двигателя и стенда.

Таблица 4

 

Измерено

 

 

 

 

 

 

Вычислено

 

 

 

 

Генератор

 

Двигатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IГ,

U,

IЯ,

IВ,

n,

I,

P1,

 

Ке=

 

Км=9,52Ке

М=Км Iя,

P2=0,105Мn,

η=

P2

,

A

B

A

A

об/мин

A

Вт

U I я Rя

 

 

Нм

Вт

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Вычислить величину тока I1, потребляемого из сети, потребляемую мощность P1, момент на валу двигателя М, мощность на валу P2 и коэффициент полезного действия η.

По полученным данным построить естественную механическую n=f(M) и рабочие характеристики двигателя I1 = f(P2), η=f(P2), P1 =f(P2), n=f(P2 )

3.9 Снять искусственную (реостатную) механическую характеристику. Для этого по указанию преподавателя установить переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока в позицию «1» или «2». При снятии характеристики оставить его в указанной позиции. Включить электропитание стенда. После пуска двигателя с помощью нагрузочного генератора изменять тормозной момент (проводить аналогично п.3.6). При проведении опыта следить, чтобы ток якоря двигателя не превышал 0,8 А. Результаты занести в табл. 5. По результатам измерений построить реостатную механическую характеристику.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

 

Измерено

 

 

 

Вычислено

Генератор

Двигатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U I

я Rя

 

 

 

IГ, A

U,B

IЯ,A

n,

Ке=

Км=9,52Ке

М=Км Iя,

 

 

 

об/мин

 

 

 

 

Нм

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Содержание отчета Отчет по работе должен содержать:

а) наименование работы и цель работы; б) паспортные данные исследуемого двигателя постоянного тока;

в) схемы включения двигателя и нагрузочного генератора; г) таблицы с результатами испытания двигателя;

д) графики регулировочной, механических и рабочих характеристик испытуемого двигателя;

е) выводы о рабочих и регулировочных свойствах двигателя с параллельным возбуждением.

5Контрольные вопросы

1.Какие существуют способы возбуждения двигателей постоянного тока?

2.Как можно определить выводы параллельной обмотки возбуждения у двигателя постоянного тока?

3.Как осуществляется пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением?

4.Какие существуют способы регулирования скорости вращения якоря двигателя с параллельным возбуждением?

5.Почему при уменьшении тока возбуждения частота вращения якоря возрас-

тает?

6.Как можно изменить направление вращения якоря у двигателя постоянного

тока?

7.Почему у двигателя при увеличении нагрузки на валу возрастает ток якоря?

8.По каким признакам можно судить о непригодности двигателя постоянного тока для дальнейшей эксплуатации?

19

4.Работа № 4. ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.Цель работы

Ознакомиться с устройством, принципом действия, основными характеристиками и методами испытаний генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением.

2.Пояснения к работе

Электромашинный генератор постоянного тока преобразует механическую энергию вращения в электрическую энергию. Он состоит из трех основных частей: неподвижной – остова машины с электромагнитами постоянного тока (обмоткой возбуждения); вращающегося якоря, к которому подводится механическая энергия и в котором индуктируется переменная эдс.; коллектора со щетками, преобразующими переменную эдс в постоянную.

Принцип действия генераторов основан на законе электромагнитной индукции. У генератора с независимым возбуждением обмотка возбуждения подключается к источнику электропитания. Генератор с параллельным возбуждением является генератором с самовозбуждением. Его обмотка возбуждения подключается параллельно главным выводам генератора, то есть параллельно обмотке якоря, и ток возбуждения IВ в ней зависит от величины напряжения на зажимах якоря и сопротивления цепи обмотки возбуждения. Для регулировки тока возбуждения в цепи обмотки возбуждения включается регулировочный реостат RР.

Самовозбуждение генератора возможно при наличии остаточного магнитного потока в сердечниках основных полюсов ФОСТ, создающего в якоре эдс, составляющую 2…5% от номинального напряжения ЕОСТ = сЕОСТ. За счет этой эдс в обмотке возбуждения протекает ток возбуждения

IВ ОСТ = ЕОСТ /( RЯ + RВ + RР) ,

где RВ – сопротивление обмотки возбуждения, RЯ – сопротивление обмотки якоря, RР – сопротивление регулировочного реостата. Ток возбуждения создает дополнительный магнитный поток ФВ.

Самовозбуждение генератора произойдет только в том случае, когда этот дополнительный магнитный поток ФВ будет направлен согласно с остаточным магнитным потоком ФОСТ. Увеличение потока в сердечниках полюсов вызовет повышение эдс якоря ЕЯ = сЕn(ФОСТ В), дальнейшее повышение тока возбуждения IВ и магнитного потока ФВ до наступления равновесия, определяемого сопротивлением цепи возбуждения. При этом сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше так называемого критического сопротивления.

При встречном направлении магнитных потоков в сердечниках полюсов самовозбуждение генератора невозможно. Чтобы генератор возбудился, необходимо в этом случае изменить направление тока возбуждения в обмотке возбуждения переключением проводов на её зажимах.

Для регулирования напряжения на зажимах генератора изменяют величину магнитного потока машины, зависящую от величины тока возбуждения, который с помощью реостата RР устанавливают нужной величины.

Параллельную обмотку возбуждения называют шунтовой, поэтому клеммы параллельной обмотки возбуждения обозначают «Ш1» и «Ш2».

20