Опис лабораторного стенда

Роботи

15.2.1.Повторити теоретичний матеріал: конструкцію і принцип дії двигуна постійного струм, рівняння електричного стану, способи запуску., регулювання частоти обертання і способу реверсу.

15.2.2.Підготувати протокол випробувані, за схемами лабораторних установок і таблицями для внесення результатів дослідів.

15.2.3.Скласти перелік операцій і вказати необхідну послідовність їх виконання для здійснення запуску двигуна.

15.2.4. Розрахувати, яким би був пусковий струм, якщо запуск двигуна здійснювався б без пускового реостата. Визначити опір пускового реостата для обмеження пускового струму Іпуск до величини 2 Іном.

15.21 Накреслити наближений вид характеристик: n=f(IB) при U=const, робочих М, І, =f(P2).

15.3. Основні теоретичні відомості

Конструкцією двигун постійного струму нічим не відрізняється від генератора.

Двигун постійного струму, обмотка збудження якого приєднана паралельно до якірної обмотки, називається двигуном паралельного збудження. В результаті взаємодії струму якоря Ія з основним магнітним потоком Ф утворюється електромагнітний обертальний момент:

,де

См- постійний Для даної машини коефіцієнт.

При обертанні якоря в магнітному полі в його обмотці індукується ЕРС, яка пропорційна частоті обертання якоря n і магнітному потоку машини Ф:

Е=СеnФ

де Се - постійний для даної машини коефіцієнт.

Напруга джерела, що прикладена до затискачів якоря двигуна, врівноважується ЕРС і спадом напруги в колі якоря:

При роботі двигуна з номінальною швидкістю Е 0,95. На початку запуску двигуна, частота обертання якоря, а відповідно і ЕРС, рівні нулю. Якщо двигун ввімкнути на напругу мережі, тобто без додаткового опору, то пусковий струм якоря буде в 10 - 50 разів перевищувати номінальний:

Для зменшення пускового струму послідовно з якорем вмикають реостат Rн, який регулює запуск. В момент запуску він повинен бути повністю виведений. Звичайно, опір пускового реостата вибирається таким, щоб пусковий струм не перевищував двократного номінального

З розгоном двигуна пропорційно частоті обертання збільшується ЕРС, в результаті чого зменшується струм якоря. Тому при збільшенні частоти обертання якоря опір пускового реостата поступово зменшують до нуля.

Частота обертання якоря двигуна:

Із останнього виразу бачимо, що частоту обертання можна регулювати такими способами:

♦ зміною магнітного потоку Ф, регулюючи струм реостатом Rр (рис15.1.);

♦ зміною напруги, яка підводиться до затискачів якоря, при незмінному магнітному потоці;

♦ зміною опору якірного кола Ея.

Характеристика х.х. двигуна являє собою залежність частоти обертання якоря від струму збудження n=f(Iв) при постійній номінальній напрузі на затискачах двигуна при U=Uн=const. Характеристика х.х. має гіперболічний вигляд(рис. 15.2.}.

При великих струмах збудження через насичення магнітного ланцюга магнітний потік змінюється пропорційно струму збудження.

Тому спадна частина характеристики х.х, йде більш похило Верхня частина цієї характеристики має більшу крутизну внаслідок того, що при малих насиченнях сильно виявляєтеся розмагнічувальна дія якоря. Надмірне збільшення струму збудження або випадковий обрив кола збудження може викликати "розкид" двигуна, тобто надмірне збільшення частоти обертання до значень, небезпечних для механічної міцності якоря.

Механічна характеристика являє собою залежність частоти обертання двигуна від навантаження на валу n(М):

При збільшені механічного навантаження на валу двигуна частота його обертання несуттєво зменшується (рис. 15.3.).

Властивості двигуна постійною струму характеризуються його робочими характеристиками М(Р2),Ія(Р2), (Р2) які отримують при U=Uн=const і струмі збудження Ів=const. Наближений вигляд цих характеристик зображено на рис. 15.4.

Лабораторний стенд (див. рис 15 І.) для дослідження двигуна постійного струму з паралельним збудженням складається з двох однакових машин, з'єднаних муфтою.

Машину М використовують як дослідний двигун, а машина G служить навантаженим генератором. В колі якоря дослідного двигуна включений реостат R,. що регулює запуск і pа допомогою якого здійснюється запуск двигуна в хід і зміна напруги на його затискачах. Струм збудження двигуна може змінюватись за допомогою реостата Rp.

Навантаження на валу двигуна здійснюється з допомогою генератора G, опір якірного кола якого регулюється з допомогою реостата Rp. Потужність, яка споживається двигуном в мережі і потужність генератора визначають за показанням приладів, що включені в колах двигуна та генератора.

Частоту обертання двигуна визначають за допомогою тахометра.

15.5 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Перед вмиканням до мережі двигуна, що випробовується, необхідно повністю ввести реостат Rp, що регулює запуск в колі якоря, повністю вивести регулювальний реостат в колі збудження двигуна і вимкнути вимикач В1 в колі збудження навантаженого генератора.

З допомогою автоматичного вимикача В двигун увімкнути до мережі постійного струму. Із розгоном двигуна плавно зменшують опір пускового реостата так, щоб струм в обмотці якоря не перевищував 1,5Ія.

Для реверсу двигуна необхідно вимкнути його з мережі та поміняти полярність напруги або на обмотці якоря, або на обмотці збудження.

При наступному запуску обов'язково переконатись, що пусковий реостат повністю виведено.

Характеристика х.х. n(Із) змінюється таким чином. За допомогою реостата Rр плавно зменшують струм збудження доти, доки швидкість не стане рівною. 1.5 . Результати спостереження заносять в таблицю 15.1.

При випробовуванні двигуна в режимі навантаженім на х.х. ч допомогою реостата Rр встановлюють максимальний струм збудження двигуна. Вмикають напругу збудження навантаженого генератора. Змінюючи число ввімкнених резисторів у колі якоря генератора, випробовують двигун при таких значеннях струму якоря Ія=0,2, 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 і 1,2Ін. Результати досліду заносять до таблиці 15.3. Потужність,

що споживається двигуном із мережі, визначають за формулою:

де U - напруга живлення двигуна:

Ія, Із — відповідно струм якоря і струм обмотки збудження.

Потужність Р2 на валу двигуна визначають методом навантаженого генератора. Змінюючи потужність генератора Рг=ІгUг що працює при напрузі Uг і струмі Іг і знаючи його ККД, для різних навантажень визначають потужність на валу двигуна:

де - ККД навантаженої о генератора, при встановленому режимі роботи (визначається з характеристики, яка приведена на передній панелі стенду).

Момент двигуна Н·м

де Р2-шггужнісгь на валу двигуна, кВт;

n - частота обертання якоря, об/хв.

ККД дослідного двигуна знаходять за формулою

15.6 Завдання на підготовку лобораторно-практичного заняття.

1. Повторити теоретичний матеріал: принцип дії і будову двигуна постійного струму, рівняння швидкісної і механічної характеристик, способи пуску і регулювання частоти обертання, робочі характеристики [1.с 332-376; 2. с. 389-408]

2.Розв'язати задачі, запропоновані викладачем, які надані нижче

3.Вивчити методику зняття робочих характеристик.

4.Підготувати в робочому зошиті протокол робочих випробувань двигуна паралельного збудження.

15.7 Питання для самоконтролю і задачі для самостійного розв'язування.

1.Принцип роботи машини постійного струму в ролі двигуна. Яка роль електромагнітного моменту і ЕРС в цих режимах?

2.Напишіть формули, які характеризують роботу двигуна постійного струму

3.Зобразіть схеми двигунів незалежного, паралельного і змішаного збудження, вкажіть на них напрямки струмів і ЕРС.

4.Виведіть рівняння механічної характеристики двигуна постійного струму.

5. На прикладі двигуна паралельного збудження поясніть фізичні процеси і особливості пуску в хід двигуна постійного струму.

6.Зобразіть і поясніть механічні характеристики двигунів паралельного збудження.

7.В якому випадку і чому можливий рознос двигуна паралельного збудження?

8.Перерахуйте способи регулювання частоти обертання двигунів паралельного збудження.

9.Перерахуйте і поясніть гальмівні режими двигуна паралельного збудження.

10. Для приводу металорізального верстата використовується двигун постійного струму паралельного збудження з номінальними величинами. Рн =4,5кВт, Uн=220В, =80%. Зобразити принципову електричну схему двигуна і розрахувати номінальний струм в колі якоря, якщо номінальний струм збудження складає 5% від струму, який споживається у колі струму.

11.Для приводу водяного насоса використовується двигун паралельного збудження і номінальними величинами: Рн =40кВт, Uн=110В, =0,8. При температурі 20ºС опір кіл якоря Rя=0,01 Ом, збудження Rз=11 Ом. Розрахувати кратності пускового струму якоря при прямому (безреостатному) способі пуску двигуна.

12.Шунтовий двигун, який приводить в обертання токарний верстат в номінальному навантаженні при живленні від мережі з Uн= 110В, споживає струм Iн=36А і обертається ч частотою =1450 об/хв. Опір при робочій температурі кіл якоря Rя=0,15 Ом і збудження Rз=55 Ом. При обробці деталі з м'якого матеріалу токар вирішив підвищити швидкість її обробки. З цією метою він підвищив частоту обертання двигуна, зменшивши його основний магнітний потік на 30% відносно номінального. Необхідно визначити на скільки відсотків відносно номінальної підвищилась швидкість обробки деталі при незмінних Мс і Ія.

13. Двигун паралельного збудження при живленні від мережі з Uн=220В споживає струм Ін=80А і обертається з =1000 об/хв, при цьому Uя=0,10 Ом, Rз=Ом. Визначити частоту обертання двигуна при холостому ході і відсоткову зміну частоти обертання при переході двигуна з режиму номінального навантаження в режим холостого ходу.

14. Двигун незалежного збудження при живленні від мережі з Uн =220В споживає потужність Р1н =22кВт. При цьому спад напруги в його якірному колі складає =5%. Визначити проти-ЕРС обмотки якоря, втрати потужності в колі якоря і електромагнітну потужність двигуна.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 88; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!