Методические указания к лабораторным работам для студентов строительных специальностей всех форм обучения Казань (стр. 7 из 7)
Регулирование скорости вращения
При совместном решении (2) и (3) определяется скорость вращения двигателя:( 8 )
Из формулы (8) видно, что регулировать скорость вращения двигателя постоянного тока можно изменением напряжения сети, магнитного потока возбуждения и сопротивления цепи якоря. Наиболее распространенный способ регулирования скорости вращения двигателя - изменение магнитного потока посредством регулировочного реостата в цепи возбуждения.
Уменьшение тока возбуждения ослабляет магнитный поток и увеличивает скорость вращения электродвигателя.
Этот способ экономичен, т.к. ток возбуждения (в двигателях параллельного возбуждения) составляет 3-5% от IН якоря, и тепловые потери в регулировочном реостате весьма малы.
29
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Цель работы: Ознакомиться с устройством, принципом действия и пуском двигателей постоянного тока. Снять основные характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
(Конструкцию двигателя изучить на стр.21,
общие сведения изучить на стр.27).
Работа двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением оценивается следующими основными характеристиками:
Характеристика холостого хода: (рис.21)
n0 = ƒ (IВ), при U = UН = const и IЯ = I0,
где n0 - скорость вращения на холостом ходу (без нагрузки),
I0 - ток холостого хода составляющий 5 – 10% IН.
Учитывая, что RЯ мало, то из (8) скорость двигателя определяется обратной зависимостью к магнитному потоку Ф:(9)
При увеличении тока в обмотке возбуждения магнитный поток изменяется по кривой намагничивания Ф = ƒ(IВ), поэтому зависимость между скоростью вращения двигателя n и током возбуждения IВ имеет почти гиперболический характер. При малых значениях тока возбуждения обороты меняются почти обратно пропорционально. При больших токах возбуждения начинает сказываться магнитное насыщение стали полюсов, и кривая становится более пологой и идет почти параллельно оси абсцисс. Резкое изменение – уменьшение тока возбуждения, а также случайный обрыв цепи возбуждения согласно (9) могут вызвать «разнос» двигателя (при IВ → 0, а следовательно Ф также стремится к 0, n → ∞) .
Рис.21 Рис. 22 Рис.23
Внешняя характеристика (скоростная) (рис.22). Это зависимость скорости вращения ротора от тока в якоре при различных механических нагрузках, при неизменном напряжении и токе возбуждения:
n = ƒ ( IН ), при U = UН = const, I = const.
30
К валу двигателя приложена нагрузка (тормозной момент). Согласно (8) при постоянных значениях тока возбуждения уменьшение скорости вращения n является следствием падения напряжения в цепи якоря – IЯ·RЯ и реакции якоря. При увеличении нагрузки скорость вращения уменьшается на незначительную величину, порядка 3-8%. Такая скоростная характеристика называется жесткой.
Регулировочная характеристика (рис.23): IВ = ƒ( IЯ ) при U = UН, n = const. Из анализа внешней характеристики видно, что скорость вращения падает с ростом нагрузки. Регулировочная характеристика дает возможность судить о том, каким образом, в каких пределах необходимо регулировать ток в обмотке возбуждения, чтобы поддерживать постоянную скорость вращения.
План работы
1. Ознакомиться с установкой, изучить схему работы (рис.24)Рис.24
2. Получить у преподавателя разрешение на пуск двигателя. Для пуска двигателя необходимо убедиться, что пусковой реостат RП в цепи якоря должен быть полностью введен, а регулировочный реостат RР в цепи возбуждения полностью выведен.
Включить рубильник питания и, постепенно выводя пусковой реостат, пустить в ход двигатель.
3. Снять характеристику холостого хода: n = ƒ (IВ).
Характеристика снимается следующим образом: постепенно вводится реостат в цепь возбуждения с таким расчетом, чтобы скорость двигателя не превысила номинальную. Снять показания (5-6 точек). Обороты вала двигателя измерить тахометром. Полученные данные записать в таблицу 1.
31
Таблица 1
| № п/п | IВ, ( А ) | n, ( об/мин ) |
По данным опыта построить характеристику холостого хода n = ƒ (IВ).
4. Снять внешнюю характеристику двигателя.
Внешняя характеристика снимается следующим образом:
- с помощью регулировочного реостата устанавливается постоянный ток возбуждения в пределах IВ = 100 - 120мА (по указанию преподавателя). Затем постепенно увеличивают нагрузку на валу двигателя до номинального значения. При этом снимаются показания амперметра, измеряющего ток якоря, и измеряются обороты вала двигателя. Ток в обмотке возбуждения поддерживается постоянным в течение всего опыта нагрузки. Полученные данные (5-6 точек) записать в таблицу 2.
Таблица 2
| № п/п | IН, ( А ) | n, (об/мин ) | Примечание |
| IВ = const |
По данным опыта построить внешнюю характеристику.
5. Снять регулировочную характеристику: IВ = ƒ (IЯ), при U = UН, n = const.
Характеристика снимается следующим образом. При холостом ходе (или небольшой нагрузке) устанавливают по указанию преподавателя номинальную скорость вращения. Затем постепенно увеличивают нагрузку на валу двигателя и поддерживают установленную скорость вращения постоянной с помощью реостата Rрег, в цепи возбуждения. Полученные данные (5-6 отсчетов) вносят в таблицу 3.
Таблица 3
| № п/п | IН, ( А ) | IВ, ( А ) | Примечание |
| n = const |
По данным опыта построить регулировочную характеристику IВ = ƒ (IН).
Контрольные вопросы
1. Устройство (см. стр. 21) и принцип действия двигателя.
2. Классификация двигателей.
3. Особенности пуска.
4. Способы регулирования скорости вращения.
5. Саморегулирование двигателя.
6. Реверсирование двигателя.
7. Объяснить характеристики двигателя.
32
Содержание
1. Лабораторная работа «Исследование однофазного трансформатора»…….. 3
2. Лабораторная работа «Асинхронный двигатель с короткозамкнутым
ротором» ………………………………………………………………………. 9
3. Синхронные машины. Общие сведения. …………………………………... 15
4. Лабораторная работа «Синхронный генератор»…………………………... 15
5. Машины постоянного тока. Общие сведения. …………………………….. 20
6. Генераторы постоянного тока. Общие сведения. …………………………. 22
7. Лабораторная работа «Генератор постоянного тока с параллельным
возбуждением»……………………………………………………………….. 24
8. Лабораторная работа «Генератор постоянного тока с независимым
возбуждением»……………………………………………………………….. 26
9. Двигатели постоянного тока. Общие сведения. ……………..………….…. 27
10. Лабораторная работа «Двигатель постоянного тока с параллельным
возбуждением»………………………………………………………………... 29
33
Электрические машины
Методические указания к лабораторным работам
для студентов строительных специальностей
всех форм обучения
Составители: Л.Я.Егоров, Г.И.Захватов, В.С.Камалетдинов,
Ю.В.Никитин
Редактор Г.А.Рябенкова
Редакционно – издательский отдел Казанского государст-
венного архитектурно – строительного университета
Подписано в печать………… Формат 60х80/16
Бумага тип № 1 Печать ризографическая Усл.печ.л.,2,0
Тираж 300 экз. Заказ Усл.изд.л.,2,25
__________________________________________________________________
Печатно – множительный отдел Казанского государст-
венного архитектурно-строительного университета
420043, Казань, ул.Зеленая, 1