Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электротехника и электроника» для студентов факультета (стр. 7 из 9)
n2 = nK,
где n – показания прибора ФТ4-1; К – множительный коэффициент, равный 5.
6. Из опыта холостого хода (1-я строка табл. 1) определяем вращающийся момент холостого хода двигателя M0 (H×м):
,где Р0= 3Рф; n1 = 1500 об/мин – синхронная частота вращения асин-хронного двигателя.
7. На основании данных измерений для каждого опыта вычислить:
– полную мощность, потребляемую двигателем S = 3UфI1;
– активную мощность P1 = 3 Pф, где Рф – мощность, измеренная с помощью ваттметра;
– полезную мощность на валу двигателя P2 = 0,1M n2;
– коэффициент полезного действия h =
;– скольжение s =
;– коэффициент мощности cos j =
.8. Построить по опытным данным:
а) механическую характеристику n2 = f (M)
б) рабочие характеристики n2, s, M, I1, cos j в функции от P2;
в) график зависимости вращающего момента от скольжения М = f (s).
9. Сделать выводы по работе. Сопоставить полученные результаты с известными данными из теоретического курса по асинхронным двигателям.
10. Предъявить данные опытов для проверки преподавателю, и после разрешения схему разобрать. Рабочее место привести в исходное состояние и предъявить инженеру.
Содержание отчета
В отчете должны быть представлены:
1. Номинальные данные асинхронного электродвигателя и электроизмерительных приборов.
2. Электрическая схема лабораторной установки по испытанию асинхронного двигателя.
3. Таблицы с измеряемыми и вычисляемыми величинами.
4. Рабочие характеристики асинхронного двигателя в одной координатной системе: n2; s, M, I1; cos j1 и в функции полезной мощности Р2.
6. Зависимость величины момента на валу двигателя от скольжения M = f (s).
7. Механическая характеристика асинхронного двигателя n2 = f (M).
8. Использованные формулы.
9. Краткие выводы. Сопоставление опытных и расчетных данных с известными положениями из теории.
Контрольные вопросы
При допуске к лабораторной работе:
1. Какова цель и порядок выполнения работы?
2. Как устроен трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?
3. Как обозначаются начала и концы фаз обмотки статора?
4. Принцип действия асинхронного двигателя. Как создается вращающееся магнитное поле в статоре асинхронного двигателя?
5. Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя?
6. Какую зависимость называют механической характеристикой?
7. Как изменяется коэффициент мощности асинхронного двигателя при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке на валу?
8. Почему при перемене двух фаз изменяется направление вращения трехфазного асинхронного двигателя?
9. Что такое синхронная частота вращения? Какой формулой она выражается?
10. Что такое скольжение асинхронного двигателя?
При защите лабораторной работы студент должен ответить на вышеперечисленные вопросы, а также должен знать:
1. Какие потери имеют место в статоре и роторе асинхронного двигателя и от каких факторов они зависят?
2. Зависимость КПД от полезной мощности.
3. Как влияет напряжение на величину вращающего момента?
4. Зависимость вращающего момента от скольжения.
5. Способы регулирования частоты вращения.
6. Способы торможения асинхронных двигателей.
Цель работы
1. Изучить схемы и принцип действия выпрямительных устройств.
2. Приобрести практические навыки по оценке основных характеристик схем выпрямителей.
3. Экспериментально подтвердить теоретические знания, полученные на лекциях и самостоятельных занятиях.
Общие сведения
Электрическая энергия вырабатывается, передается и распределяется главным образом в форме переменного синусоидального тока. В то же время существуют достаточно многочисленные электроустановки, для питания которых требуется постоянный ток, например, электролизные установки на промышленных предприятиях, зарядные устройства для подзарядки аккумуляторных батарей, электросварочные аппараты, различные электронные устройства и т. п.
Выпрямителями называются электронные устройства, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный.
В общем случае выпрямитель состоит из согласующего трансформатора, диодной схемы и фильтра.
Характеристики и параметры выпрямителей зависят от источника питания (однофазный или трехфазный) и типа диодной схемы. Форма выпрямленного напряжения во всех случаях представляется пульсирующей кривой, которая оценивается средним значением выпрямленного напряжения Uср, частотой пульсации или частотой основной (первой) гармонической составляющей f1 разложения в ряд Фурье и коэффициентом пульсации Кп. Большинство потребителей выпрямленного напряжения достаточно чувствительны к форме кривой, которая и характеризуется указанными параметрами. Среднее значение выпрямленного напряжения Uср может быть измерено электромеханическим прибором (вольтметром) непосредственной оценки, а коэффициент пульсации Кп может быть определен по результатам наблюдений и измерений кривой напряжения на экране осциллографа (примерный график см. на рис. 1). Коэффициент пульсации Кп может быть рассчитан по одному из нижеследующих выражений:
Кп =
или Кп = 
, 
где Umax, Umin и Uср – величины напряжения, определяемые по экрану осциллографа относительно нулевой линии, а m – число пульсаций этого напряжения за период выпрямляемого напряжения. Следует заметить, что вторая формула справедлива лишь для m ³ 2, т. е. начиная со схемы двухполупериодного выпрямителя.Рис. 1. Пример осциллограммы выпрямленного напряжения
Частота пульсации или частота основной (первой) гармонической составляющей f1 определяется выражением (для m ³ 2 )
f1 = т fс или f1 = 1/tП .
Для однофазного однополупериодного выпрямителя f1 = fс.
Среднее значение выпрямленного напряжения вычисляется через измеренный ток нагрузки I0 т. е. Uср = I0Rн, где Rн – сопротив-ление нагрузки, равное 750 Ом.
Схема лабораторной установки
Лабораторная установка включает в себя макет с диодами, нагрузочным резистором и емкостным фильтром, миллиамперметр с пределом измерения постоянного тока 75 мА, осциллограф С1-72, набор проводов и стенд ЛРС-2Р, на котором размещается все оборудование.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с электрической схемой, приборами, аппаратами и элементами экспериментальной установки.
2. Собрать электрическую схему однофазного однополупериодного выпрямителя (рис. 2).
 |
Рис. 2. Схема однофазного однополупериодного выпрямителя
3. Предъявить схему для проверки преподавателю.
4. Провести исследование однофазного однополупериодного выпрямителя.
4.1. Включить тумблеры питания на макете. Включить стенд. Включить осциллограф С1-72 и дать ему прогреться в течение нескольких минут. Установить и сфокусировать лучи осциллографа. Замыканием выходных концов кабеля осциллографа зафиксировать положение нулевой линии (линии отсчета) на экране.
4.2. Измерить с помощью миллиамперметра значение выпрямленного тока I0.
4.3. С помощью осциллографа измерить максимальное значение напряжения Umax на выходе выпрямителя.
4.4. С помощью осциллографа измерить: tп - длительность пульсации, m - число пульсаций за период изменения входного напряжения.
4.5. Зарисовать с осциллографа форму кривой выпрямленного напряжения.
5. Произвести исследование влияния емкостного фильтра на работу однофазного однополупериодного выпрямителя.
5.1. Подключить емкостной фильтр Сф параллельно нагрузочному резистору Rн.