Организационно-методические указания ЭМ

Уральский государственный технический университет - УПИ

ИНСТИТУТ ПЕРЕПОДГОТОВКИ КАДРОВ

Уральского государственного технического университета

Электрические машины

Организационно-методические указания к выполнению лабораторных работ

Издание 2-е, переработанное

Екатеринбург

Министерство образования Российской. Федерации

Уральский государственный технический университет - УПИ

ИНСТИТУТ ПЕРЕПОДГОТОВКИ КАДРОВ

Уральского государственного технического университета

Электрические машины

Органйзащошо-методические указания к выполнению лабораторных работ

Издание 2-е, переработанное

Екатеринбург 2002

УДК 621.313.2

Составители: В.И. Денисенко, Н.Н. Новиков, А.Т. Пластун, И.Е. Родионов

Научный редактор (второго издания) - Ю.В. Барышников, к.т.н.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ: Организационнометодические указания к выполнению лабораторных работ

/Екатеринбург изд ИПК УГТУ, 2002.36 с.

Вработе дается описание оборудования учебной лаборатории электрических машин УГТУ-УПИ. Освещаются вопросы, связанные

сметодикой проведения эксперимента, обработкой результатов исследования и оформлением отчета. Излагаются принципы организации работ и правила техники безопасности работ при проведении лабораторного практикума.

Вприложении приводятся условные графические обозначения в электрических схемах, а также номинальные и технические данные оборудования учебной лаборатории.

Работа предназначена для студентов любых форм обучения и может быть использована при проведении лабораторных работ студентами всех электротехнических специальностей.

Библиогр: 4 назв. Рис.8. Табл.5.

,

© Уральский государственный технический университет - УПИ, 2002

© Институт переподготовки кадров

Уральского государственного технического университета, 2002

ПРЕДИСЛОВИЕ

Работа предназначена для студентов электротехнического факультета УГТУ и факультета переподготовки кадров ИПК УГТУ следующих специальностей, изучающих общий курс электрических машин:

0716 - высоковольтная электроэнергетика и электротехника;

1001 - электрические станции;

1002 • электроэнергетические системы и сети;

1801 - электромеханика;

• 1802 - электрические и электронные аппараты; 1804 -электропривод и автоматизация промышленных установок

и технических комплексов 2104 -автоматизированные электроэнергетические системы.

В работе дается подробное описание учебной лаборатории электрических машин, оснащенной универсальными лабораторными стендами. Каждый стенд рассчитан на проведение лабораторных работ по полной программе, что позволяет использовать фронтальный метод проведения занятий.

Большое внимание уделено организационным вопросам и методике проведения эксперимента.

-3-

ВВЕДЕНИЕ

Учебная лаборатория электрических машин представляет собой современную лабораторию, позволяющую проводить занятия в ней фронтальным методом с комплексным использованием технических средств обучения. Она оснащена универсальными лабораторными стендами, рассчитанными на проведение лабораторных работ для студентов всех электротехнических специальностей по полной учебной программе.

Каждый лабораторный стенд обеспечивает выполнение бригадой студентов из двух-четырех человек до 20 лабораторных работ по трансформаторам, асинхронным машинам, синхронным машинам и машинам постоянного тока.

I. ОПИСАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Универсальный лабораторный стенд (УЛС) состоит из силового оборудования и пультауправления.

Силовое оборудование является объектом изучения и предназначена для испытаний основных типов электрических машин в соответствии с программой лабораторного практикума. Оно размещено на отдельно стоящем фундаменте справа от пульта управления (рис.1) и выполнено в виде двух линий вращающихся электрических машин по три машины в каждой линии.

На первой ближайшей к пульту управления линии установлены машины постоянного тока смешанного возбуждения (МПТ1), асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД) и синхронная машина (СМ). Синхронная машина выполнена на базе серийного асинхронного двигателя путем конструктивного изменения ротора. Над синхронной машиной на стойках укреплены: пусковой реостат (ПР), используемый в двигателе постоянного тока для ограничения тока при пуске и для защиты двигателя от перегрузок и нагрузочный реостат (HP)

На второй линии расположены асинхронный двигатель с фазным ротором (А К), машина постоянного тока с последовательным возбуждением (МПТЗ) и, аналогичная установленной на первой линии, машина постоянного тока со смешанным возбуждением (МПТ2).

-4-

Рис. 1 Универсальный лабораторный стенд в плане

Для регистрации частоты вращения каждая линия снабжена' тахогенератором типа ТМГ-300, конструктивно объединенным с машиной постоянного тока (МПТ1, МПТ2).

В конце линий на отдельной подставке установлены два трехфазных трансформатора со связанной магнитной системой, на каждом стержне которой находятся по 8 чередующихся катушек (2 группы по 4 одинаковых катушек).

Трансформатор TPI предназначен для исследования основных характеристик силовых трансформаторов. С целью расширения программы исследования трансформатор имеет трехпозиционный переключатель, позволяющий изменять в небольших пределах коэффициент трансформации и напряжение короткого замыкания.

Трансформатор ТР2 предназначен для изучения групп и схем соединений обмоток и совместно с TPI параллельной работы двух трансформаторов. Соединение катушек ТР2 выполнено по основному варианту трансформатора TPI, соответствующему нулевому положению переключателя. Для изменения маркировки обмоток трансформатора ТР2 на нем установлен трехпозиционный переключатель.

С левой стороны пульта управления расположен индукционный регулятор (ИР), который может быть использован в качестве источника регулируемого напряжения или регулируемого индуктивного сопротивления.

Номинальные и технические данные силового электрооборудования приведены в прил. 2.

Пульт управления (ПУ) является основным рабочим местом бригады и предназначен для сборки схемы, подключения источников питания к испытуемым машинам, регистрации показаний контрольно-измерительных приборов и ведения записей в протоколе испытаний.

На лицевой части ПУ расположены пять панелей (рис. 2.)

На трех левых панелях установлены контрольно-измерительные приборы, перечень которых дается в прил. 3. Нижняя часть этих панелей представляет собой наборное поле с мнемонической схемой.

На панели I выведены клеммы обмоток трансформаторов TPI, TP2 и индукционного регулятора ИР. На панели 2 расположены клеммы электрических машин первой линии (МПТТ, АД, СМ), а также клеммы

-6-

лампового синхроноскопа, блока конденсаторов, нагрузочного и регулировочных реостатов. На панели 3 выведены клеммы электрических машин второй линии (МПТЗ, МПТ2, АК), пускового и регулировочных реостатов.

Дм проведения испытаний используются три вида напряжений: переменное напряжение 220 В, частотой 50 ГЦ, постоянное напряжение = 220 В и выпрямленное напряжение 36 В. С целью удобства сборки схемы и безопасности проведения эксперимента клеммы подключения снабжены сигнальными лампочками, расположенными в верхней части наборного поля, а клеммы переменного напряжения 220 В размножены и имеются на каждой панели. Рядом расположены клеммы контрольноизмерительных приборов.

На правой стороне пульта управления установлена пускорегулирующая аппаратура. На вертикальной панели (панель 4) расположены три автоматических выключателя с кнопками управления, обеспечивающими подачу определенного вида напряжения на наборное поле. В нижней части панели выведены рукоятки регулировочных реостатов.

На наклонной панели (панель S) размешены тумблеры подключения конденсаторов, автоматический выключатель лампового синхроноскопа с тремя сигнальными лампами и два дополнительных однофазных выключателя BI и В2. В левой части этой панели находится кнопка аварийного отключения.

Ящики стола предназначены для хранения соединительных проводов, а левая тумба для хранения переносных приборов.

Технические данные пуско-регулирующей и вспомогательной аппаратуры даны в прил.4.

На рис. 3 изображена принципиальная электрическая схема питания лабораторного стенда. Для подачи напряжения на наборное поле следует включить соответствующий данному виду напряжения автоматический выключатель на панели 4 и нажать кнопку "ПУСК", расположенную справа от выключателя. При этом срабатывает контактор и загораются сигнальные лампочки, свидетельствующие о наличии напряжения на наборном поле. Сигнальные лампочки каждого вида напряжения имеют различный цвет: зеленому соответствует ~ 220 В, красному = 220 В,

-7-

Рис. 2 Общий вид пульта управления

Рис. 3 Принципиальная электрическая схема питания универсального лабораторного стенда