ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_ЕМ_Ч1
.pdf
мозбудження генератора. Крім того, перед початком випробувань ГПС змішаного збудження необхідно перевірити згідність включення паралельної та послідовної обмоток збудження генератора. З цією метою генератор приводиться в обертання з номінальною швидкістю і забезпечується самозбудження генератора. За допомогою навантажувального реостата генератор навантажується деяким навантаженням. При цьому виміряються величина напруги на затискачах генератора. Потім необхідно генератор зупинити і зробити переключення виводів послідовної обмотки збудження. Далі генератор знову приводиться в обертання при незмінному Rзб установлюється той самий струм навантаження. Знову виміряється напруга на затискачах генератора. Згодне включення обмоток збудження буде відповідати випадку включення обмоток, при якому напруга на затискачах генератора найбільше.
Отримання зовнішньої і регулювальної характеристик ГПС змішаного збудження
U=f(I) при Rр = сопst . і п = пном = сопst. Ізб=f(I) при U н. = сопst . і п = пном = сопst
Методика зняття зовнішньої та регулювальної характеристик генераторів змішаного збудження є аналогічною методиці зняття таких характеристик ГПС паралельного збудження. Отримані дослідні дані заносяться до таблиць 13.3 і 13.4.
Таблиця 13.3 - Експериментальні дані для побудови зовнішніх
характеристик ГПС змішаного збудження
Rзб. = сопst .
U, В
I, А
Таблиця 13.4 - Експериментальні дані для побудови регулювльної
характеристики ГПС змішаного збудження
U н. =____В = сопst .
Ід, А
I ,А
121
Обробка дослідних даних.
За даними таблиць 13.1 і 13.2 необхідно побудувати зовнішню та регулювальну характеристики ГПС паралельного збудження. За даними таблиць 13.3 і 13.4 необхідно побудувати зовнішню та регулювальну характеристики ГПС змішаного збудження. Також необхідно визначити і порівняти величину зміни напруги при номінальному навантаженні генераторів паралельного та змішаного збудження
U |
|
|
U |
0 |
U |
í î ì |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
% |
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100%
,
а також визначити зміну струму збудження по формулі:
² |
|
|
² |
çáí |
|
² |
çá 0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
çá % |
|
|
|
² |
|
|
|
|
|
|
|
çá 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100%
,
де ² çá 0 |
- |
струм збудження в режимі холостого ходу при U0 |
Uí î ì |
||||
² çáí |
- |
|
|
струм збудження при номінальному навантаженні |
|||
U U |
í |
³ ² ² |
í |
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
;
генератора
Оформлення звіту
Звіт по лабораторно-практичній роботі № 13 повинен містити:
1 Електричні схеми випробування ГПС паралельного та змішаного збудження.
2Данні дослідів зведені до таблиць 13.1-13.4.
3Зовнішні та регулювальні характеристики ГПС паралельного та
змішаного збудження.
4 Значення зміни напруги та струму збудження U% і І%.
5Висновки по роботі з зазначенням основних властивостей ГПС паралельного та змішаного збудження.
6Технічні характеристики ГПС та приладів, що використовувалися в дослідах.
7Аналіз отриманих результатів.
122
Контрольні питання
1Навести класифікацію ГПС по способу збудження.
2Назвіть умови, що забезпечують самозбудження ГПС паралельного і змішаного збудження.
3Назвати і представити характеристики ГПС паралельного збудження.
4Наведіть зовнішні характеристики ГПС паралельного і змішаного збудження. Назвіть причину зниження напруги на затискачах ГПС із ростом навантаження.
5Методика перевірки правильності включення обмоток збудження ГПС змішаного збудженн. Що відбудеться, якщо обмотки Ш1-Ш2 і С1-С2 опиняться при роботі включеними зустрічно?
6Наведіть призначення послідовної обмотки збудження в ГПС змішаного збудження.
7Наведіть принципову електричну схему ГПС паралельного та змішаного збудження.
8Пояснити, що називається реакцією якоря машини постійного струму?
9Написати рівняння напруги ГПС.
10Методика визначення дослідним шляхом величини номінального струму збудження ГПС.
11Пояснити методику зняття зовнішніх і регулювальних характеристик ГПС паралельного та змішаного збудження.
12Назвати галузі застосування ГПС.
123
Лабораторно-практична робота № 14
РОЗРАХУНОК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ДВИГУНІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ЗА ПАСПОРТНИМИ ДАНИМИ
Мета роботи: Детально ознайомитися з ДПС як електромеханічним перетворювачем енергії, його енергетичною діаграмою та основними енергетичними та номінальними показниками та величинами.
Завдання на самопідготовку до роботи
1ПІдготувати по рекомендованій літературі [1-12] питання, стосовні особливостей перетворення електричної енергії в механічну в ДПС, утворення обертового моменту.
2Ознайомитися з методикою розрахунку енергетичних показників, номінальних величин за паспортними даними ДПС.
3Ознайомитися з методичними вказівками до даної роботи і відповісти на контрольні питання.
4Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №14.
Програма роботи
1 Детально ознайомитися з ДПС як електромеханічним перетворювачем енергії, його енергетичною діаграмою та основними енергетичними та номінальними показниками та величинами [1 с. 200 – 222, 6 с. 456 – 483 с., 11. с. 76 – 88].
2 Привести енергетичну діаграму ДПС та пояснити всі величини на неї [1
с. 200, 11. с. 78].
3 За паспортними даними ДПС визначити:
124
3.1Номінальний струм ДПС, Ін [1 с. 172 – 178];
3.2Номінальні струмі якоря та збудження, Іна , Інзб [1 с. 200];
3.3Потужність, яка споживається з мережі при номінальному навантажені, Р1н [1 с. 200, 6 с. 457];
3.4Номінальний момент ДПС, Мн [1 с. 201];
3.5ЕРС якоря, Еа [1 с. 202];
3.6Електромагнітна потужність ДПС, Рем [1 с. 201];
3.7Електромагнітний момент, М [1 с. 201];
3.8Момент холостого ходу ДПС, М0 [1 с. 201];
3.9 Сумарні втрати ДПС при номінальному навантажені, ðí |
[1 с. |
|
148]; |
|
|
3.10 |
Електричні втрати у колі якоря та обмотці збудження, ðåà та |
|
ðåçá [1 с. 200]; |
|
|
3.11 Втрати механічні, магнітні та додаткові, ðì õ ðì ã ðä [1 с. 148]; |
||
3.12 |
|
|
Момент холостого ходу Ì 0 , що обумовлений сумарними втра- |
||
тами за пунктами 3.11 [1 с. 201]; |
|
|
3.13 |
|
|
Порівняти значення моментів М0 та Ì 0 , які визначені за пункта- |
||
ми 3.8 та 3.12.
Основні теоретичні положення і вказівки по виконанню
Двигуни постійного струму широко застосовуються у промислових, транспортних, кранових та інших установках, де необхідне широке повільне регулювання частоти обертання. Одна і та ж електрична машина може працювати як в режимі генератора, так і в режимі двигуна. Ця властивість електричних машин має назву зворотність.
Припустимо, що до двигуна підведена напруга Uмережі = const. При заданої на рис.14.1 полярності полюсів та напрямку струму Іа в якорі (обмотка якоря показана тільки одним проводом) на валу двигуна створюється еле-
125
|
|
|
U |
ì åðåæ ³ |
E |
I |
à |
R , |
|
|
|
|
|
à |
|
à |
|||
де Еа та Іа – ЕРС та струм, що відповідають сталому режиму роботи; |
|||||||||
Ià Rà |
– падіння напруги в опорах ланцюга якоря двигуна. |
||||||||
Енергетична |
діаграма |
|
|
|
|
|
|||
двигуна |
паралельного |
збу- |
|
|
|
|
|
||
дження представлена на рис. |
|
|
|
|
|
||||
14.2. Первинна потужність Р1 є |
|
|
|
|
|
||||
електричною і споживається з |
|
|
|
|
|
||||
мережі живлення. За рахунок |
|
|
|
|
|
||||
цієї потужності покриваються |
|
|
|
|
|
||||
втрати на збудження ðçá та |
|
|
|
|
|
||||
електричні втрати |
ðåà |
у колі |
|
|
|
|
|
||
якоря, а решта частина складає |
|
|
|
|
|
||||
електромагнітну |
потужність |
Рисунок 14.2 – Енергетична діаграма |
|||||||
Рем, яка перетворюється у ме- |
двигуна паралельного збудження |
||||||||
|
|
|
|
|
|
126 |
|
|
|
ханічну потужність Р |
мх |
. Втрати магнітні |
ð |
ì ã |
, додаткові |
ð |
та механічні |
|
|
|
|
ä |
|
||
ðì õ покриваються за рахунок механічної потужності, |
а решта частина |
||||||
цієї потужності є корисна механічна потужність Р2 на валу. |
|
||||||
Номінальний струм ДПС, Ін |
|
|
|
|
|
||
Ií Pí 103 .
Uí í
Номінальні струмі якоря та збудження, Іна Інзб
I |
í à |
I |
í |
I |
í çá |
|
|
|
|
|
|||
I |
|
|
|
U |
í |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
í çá |
R |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
çá (75 C ) |
||
(14.1)
(14.2)
(14.2)
R |
R |
|
|
|
235 75 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
çá (75 Ñ ) |
çá (15 Ñ ) |
|
|
|
235 15 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Потужність, яка споживається з мережі при |
||||||||||||||
тажені, Р1н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ð |
|
|
|
|
Ð |
|
. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
2í |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1í |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номінальний момент ДПС, Мн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ð |
|
|
3 |
|
|
|
|
Ì |
|
|
|
|
|
10 |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
í |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ЕРС якоря, Еа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eà |
Uí |
Ií à Rà(75 C ) |
|
|
||||||||||
(14.3)
номінальному наван-
(14.4)
(14.5)
(14.6)
R |
R |
|
235 75 |
|
|||
à(75 C ) |
à(15 C ) |
|
235 15 |
|
|
|
Електромагнітна потужність ДПС, Рем
Ðåì Eà Ií à
(14.7)
(14.8)
127
Електромагнітний момент, М
ÌÐåì .
í
Момент холостого ходу ДПС, М0
Ì |
0 |
Ì |
Ì |
í |
|
|
|
Сумарні втрати ДПС при номінальному навантажені, ðí
(14.9)
(14.10)
|
|
ð |
|
Ð |
|
1 |
í |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
|
|
|
í |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Електричні втрати в колі якоря ДПС, реа |
|
||||||||||||||
|
|
ð |
|
|
² |
2 |
R |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
åà |
|
|
|
|
í à |
|
|
à(75 C ) |
|
|
|||
Електричні втрати в обмотці збудження, |
рзб |
|
|||||||||||||
|
|
ð |
|
|
² |
2 |
|
R |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
çá |
|
|
|
|
í .çá |
|
çá (75 C ) |
|
|
|||
Втрати механічні, магнітні та додаткові, |
ðì õ |
||||||||||||||
ð |
ì õ |
ð |
ì |
ã |
ð |
Ð Ð |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ä |
|
|
åì |
2í |
|
|||
Момент холостого ходу |
|
Ì |
|
/ |
, що обумовлений |
|
|||||||||
|
|
0 |
|
||||||||||||
за пунктами 3.11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ì |
|
|
|
|
ðì õ ðì ã ðä |
. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
í |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14.11)
(14.12)
(14.13)
ð |
ì ã |
ð |
|
ä |
(14.14)
сумарними втратами
(14.15)
Порівняти значення моментів М0 та 3.8 та 3.12.
Ì
/ 0
, які визначені за пунктами
Ì |
|
Ì |
/ |
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
Ì |
0 |
|
|
|
|
100%.
(14.16)
Оформлення звіту
Звіт по лабораторно-практичній роботі № 14 повинен містити:
1 Енергетичну діаграму ДПС та пояснення всіх величин, які входять до неї.
128
2 Визначені за паспортними даними:
-номінальний струм ДПС;
-номінальні струмі якоря та збудження;
-потужність, яка споживається з мережі при номінальному наванта-
жені, Р1н;
-номінальний момент ДПС, Мн;
-ЕРС якоря, Еа;
-електромагнітна потужність ДПС, Рем;
-електромагнітний момент, М;
-момент холостого ходу ДПС, М0;
|
- сумарні втрати ДПС при номінальному навантажені, ðí ; |
|
|||
|
- електричні втрати у колі якоря та обмотці збудження, |
ðåà |
та рзб ; |
||
|
- втрати механічні, магнітні та додаткові, ðìõ |
ðìã ðä |
; |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
- момент холостого ходу Ì 0 , що обумовлений сумарними втратами; |
||||
3 |
Порівняння розрахункових моментів М та Ì |
/ |
; |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
4 |
Аналіз отриманих рещультатів. |
|
|
|
|
Контрольні питання
1 Назвати принцип дії ДПС. Призначення і види ДПС за способом збудження.
2 Привести основні рівняння ДПС і назвати вхідні в них величини. Як визначається номінальний струм ДПС?
3 Привести і пояснити енергетичну діаграму ДПС паралельного збудження. Як визначається сумарні і окремі види енергетичних втрат ДПС?
4 Пояснити, що називається ККД ДПС і його орієнтовна величина при номінальному навантаженні ДПС?
5 Привести і пояснити рівняння рівноваги моментів ДПС в сталому режимі роботи. Коли виникає і визначається надмірний або динамічний момент ДПС. Як визначається ККД ДПС?
129
6 Привести електричну схему ДПС паралельного збудження. Представити і пояснити механічну і робочі характеристики таких ДПС.
7 Привести рівняння механічної характеристики ДПС паралельного збудження. Як визначається Мн і Ін ДПС?
8 Пояснити, як розраховуються за паспортними даними ДПС і заданому
Ra значення Ін; Р1н; ΣРн; Мн; Ωн; Eа; Рем; реа?
130