Постійного струму незалежного збудження

Лабораторна робота № 1

Дослідження механічних характеристик двигуна

постійного струму незалежного збудження

1. Мета роботи

Освоєння методів вмикання двигуна постійного струму незалежного збудження та одержання його реальних характеристик у різних режимах.

2. Програма роботи

· Ознайомитися з лабораторною установкою та порядком виконання експериментів.

· Виконати процедуру підготовки установки до запуску.

· Виконати пуск випробувальної машини у режимі природної характеристики.

· Регулюванням навантажувальної машини одержати дані природної характеристики у режимах рушійному, ідеального холостого ходу та рекуперативного гальмування.

· Одержати дані штучних характеристик у різних режимах.

· Встановити режим динамічного гальмування випробувальної машини.

· Регулюванням навантажувальної машини одержати дані характеристик динамічного гальмування.

3. Опис лабораторної установки

Електричну схему лабораторної установки наведено на рис. 1.1.

Лабораторна установка складається із трьох електричних машин: випробувальної (ИМ), навантажувальної (НМ) та допоміжної (ТГ). Вали машин з’єднані механічно і утворюють єдиний агрегат. Частота обертання вимірюється допоміжною мікромашиною ТГ та показуючим приладом n .

Випробувальна машина ИМ - двигун постійного струму із двома електричними контурами. Двигун має якірну обмотку на роторі (позначена колом) та обмотку збудження “ОВИМ” на статорі. Обмотки одержують живлення від мережі постійного струму =220В за допомогою загального вимикача В,вимикачаВ7 та перемикача П2. Перемикач П2 дозволяє увімкнути якірну обмотку до мережі живлення ( положення “ДВ”) або створити замкнений контур із нульовою напругою живлення, що включає якірну обмотку та додатковий резистор R3 (положення “ДТ”). Опір R3 регулюється ступінчастим закорочуванням секцій вимикачами В8, В9, В10, В11. Струм якірної обмотки ИМ контролюється амперметром А1. Струм обмотки збудження ОВИМ контролюється амперметром А4 і не регулюється. Характеристики ИМ залежать від напруги живлення та опору у контурі якірної обмотки.

Навантажувальна машина НМ - така сама машина, як і ИМ. У контурі обмотки якоря встановлено вимикач В6, перемикач П1 та додатковий резистор R1, опір якого регулюється вимикачами В1, В2, В3, В4, В5. Перемикач П1 дозволяє змінювати полярність напруги живлення та вмикати навантажувальну машину протилежно до напряму ИМ (“ВСТР”) або сумісно із ИМ (“СОГЛ”). Струм якірного контуру контролюється амперметром А2. Струм обмотки збудження регулюється резистором R2 та контролюється амперметром А3.

 

4.Теоретична частина

Рівняння електромеханічної характеристики як залежності частоти обертання вала ИМ від якірного струму у сталому режимі за певних припущень має вигляд

,

де n - частота обертання валу агрегату,об/хв; U-напруга живлення якірного контуру, В; I– струм якірного контуру, А; R- опір контуру якірної обмотки, Ом, що складається із опору якірних обмоток та опору додаткового резистора R3; k- конструктивний коефіцієнт, В/(Вб об/хв); Ф- магнітний потік збудження ИМ, Вб, який залежить від струму збудження.

В умовах лабораторної роботи , Ф та kне змінюються. Якщо встановити постійні значення UтаR3 , теоретично матимемо лінійну електромеханічну характеристику (рис.1.2) із

двома складовими частоти обертання:

.

Перша складова визначає загальний рівень і називається заданою частотою або частотою обертання ідеального холостого ходу

.

Друга складова визначає відхилення частоти обертання від заданої під впливом навантаження :

.

В цих формулах струм якірного контуру Iє характеристикою навантаження

,

де добуток називають ЕРС двигуна. При зростанні навантаження зменшується, а струм якірного контуру пропорційно зростає.

 

5.Порядок виконання роботи

5.1.Запустити ИМ.Перед запуском встановлюються:

· максимальний опір додаткового резистора R3 (В8, В9, В10, В11 вимкнуті);

· перемикач П2- у положенні “ДВ”.

Після цього вмикається В, а потім В7. Відбувається пускИМ.

5.2.Встановити характеристику. Характеристика випробувальної машини ИМзалежить від конкретних значень напруги живлення Uта сумарного опору додаткового резистора R3. За умови U=220В, R3=0 характеристика природна. Всі інші - штучні.

Рекомендації щодо параметрів характеристик

· Природна - R3=0 (В8, В9, В10, В11 ввімкнуті), U=220;

· “шт.1” - В8вимкнуто, В9, В10, В11 ввімкнуті, U=220;

· “шт.2” - В8, В9вимкнуті, В10, В11 ввімкнуті, U=220;

· “шт.3” - В8, В9, В10, В11 вимкнуті, U=220;

· “шт.4” - В8вимкнутий, В9, В10, В11 ввімкнуті, U=0;

· “шт.5” - В8, В9вимкнуті, В10, В11 ввімкнуті, U=0.

Регулювання навантаження. Дані конкретної електромеханічної характеристики у різних режимах одержують за допомогою навантажувальної машини НМ. Зміна навантаження змінює частоту обертання валу n, що викликає відповідну зміну струму I .Кожна пара сталих значень частоти обертання і якірного струму визначає робочу точку на характеристиці, яка досліджується.. Навантажувальна машина може вмикатися протилежно (“ВСТР”) з поступовим вмиканням вимикачів В1, В2, В3, В4, В5, що дозволяє одержати рушійний режим (nо>n>0; I>0), режим короткого замикання (n=0; I>0) та режим гальмування противмиканням (n<0;I>0). Навантажувальна машина може вмикатися згідно (“СОГЛ”) з послідовним зменшенням до нуля опору R1інаступнимзбільшеннямR2, що дозволяє одержати режими ідеального холостого ходу (n=nо; I=0) та рекуперативного гальмування (n>no; I<0).

Режим динамічного гальмування одержується, якщо вимкнути якірний контур ИМ із мережі живлення 220вимикачем В7 та замкнути на додатковий резистор R3 переведенням перемикача П2 у положення “ДТ”. ИМ обертається за допомогою НМ. При цьому виникає струм якірного контуру ИМ, який рекомендується утримувати в межах - 4...+ 12А.

Увага!Перед кожним вмиканням якірного контуру ИМ або НМ до мережі живлення 220В необхідно встановлювати у цьому контурі максимальне значення опору додаткового резистора.

 

 

 

 

Рис. 1.1. Електрична схема лабораторної установки

 

 

Рис. 1.2. Приблизні графіки електромеханічних характеристик ИМ

 

6.Нотування та обробка результатів

Результати вимірювань на характеристиках необхідно нотувати у заздалегідь підготовлених таблицях. Наприклад, такої форми: