Лабораторная работа № 8. Тема: «Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Исследовать рабочие свойства генератора постоянного тока независимого возбуждения.

ПРОГРАММА РАБОТЫ.

1. Изучить схему для экспериментального исследования генератора постоянного тока независимого возбуждения (ГПТ НВ), состав и назначение модулей, используемых в работе.

2. Собрать схему для экспериментального исследования ГПТ НВ. Провести пробное включение.

3. Снять характеристику холостого хода ГПТ независимого возбуждения Е_Я= при I_Я=0 и n=const.

4. Снять характеристику короткого замыкания ГПТ независимого возбуждения I_Я= при U_Я=0 и n=const.

5. Снять внешнюю характеристику ГПТ независимого возбуждения U_Я= при I_в=const.

6. Снять регулировочную характеристику ГПТ независимого возбуждения I_В= при U_Я=const.

7. Обработать результаты экспериментов и составить отчет по работе.

ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ

1.В лабораторной работе используются следующие модули:

- модуль питания стенда (МПС);

- модуль питания (МП);

- модуль измерителя мощности (МИМ);

- силовой модуль (СМ);

- модуль автотрансформатора (ЛАТР);

- модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);

- модуль ввода/вывода (МВВ).

2. Генератор постоянного тока (М2) входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя асинхронную машину переменного тока (М1), а также импульсный датчик частоты вращения (М3).

3. Для проведения данной работы на персональном компьютере должно быть загружено по Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа.

Таблица 14.1. Паспортные и расчетные данные машины постоянного тока.

Наименование параметра	Значение
Тип	ПЛ-072
Мощность, кВт	180
Номинальное напряжение питания обмотки якоря, В	220
Номинальное напряжение питания обмотки возбуждения, В	200
Номинальная частота вращения, об/мин	1500
Номинальный ток якоря, А	1,3
Коэффициент полезного действия	0,63
Масса, кг	7,65
Сопротивление обмотки якоря R я,20С (расчетное значение), Ом	17,5
Сопротивление обмотки возбуждения R ов,20С (расчетное значение), Ом	820
Механические потери, Рмех, ДПТ, Вт	15

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА ГПТ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1.1 Эта характеристика представляет собой зависимость Е_Я= при I_Я=0 и n=const и снимается для ГПТ независимого возбуждения согласно схеме, представленной на рисунке14.1.

В качестве приводного двигателя выступает асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором М1, запитываемый трехфазным напряжением 3 380 В.

Регулируемое напряжение постоянного тока подается в обмотку возбуждения LM машины постоянного тока от модуля автотрансформатора. В якорную цепь двигателя постоянного тока вводится сопротивление модуля МДС2. Ток возбуждения рассчитывается по показаниям вольтметра модуля автотрансформатора.

Выходы ДТ, ДН и ПЧН модуля СМ подключаются к входам А1,А2, и А3 соответственно модуля ввода/вывода.

Установить все модули в начальное состояние, для чего при выключенных автоматах QF1 и QF2:

- рукоятку регулировки выходного напряжения автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки;

- переключатель SA1 модуля автотрансформатора установить в нижнее положение;

- переключатель SA1 модуля МДС2 установить в положение « »;

1.2 Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП . Генератор постоянного тока приводится во вращение и при I_В=0 измеряют напряжение от потока остаточной индукции.

- включить переключатель SA1 модуля автотрансформатора, ручкой автотрансформатора установить номинальное напряжение возбуждения 220 В, при этом необходимо учитывать, что напряжение после диодного выпрямителя отличается от входного напряжения на К_ф=1,11:

- изменять ток возбуждения поворотом ручки автотрансформатора (изменение напряжения возбуждения).

Данные занести в таблицу 14.3

Таблица 14.3

UВХ, В
UОВ, В
IОВ, А
UЯ, В

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное положение. Ручку автотрансформатора вывести против часовой стрелки, переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF2 и QF1.

РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ.

1. Ток возбуждения, А

(14.1)

r_ов – сопротивление обмотки возбуждения ГПТ НВ (таблица 14.1)

2. Номинальная ЭДС генератора постоянного тока независимого возбуждения.

(14.2)

U_ном- номинальное напряжение ГПТ НВ;

R_Я – сопротивление цепи якоря (табл.14.1)

3. Коэффициент насыщения

= (14.3)

АС - МДС всей магнитной цепи;

АВ – МДС воздушного зазора

При 1,2 магнитная цепь слабо насыщена, при =1,2…1,35 – умеренно насыщена и при 1,35 – сильно насыщена

ХАРАКТЕРИСТИКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ГПТ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

3.1 Эта характеристика представляет собой зависимость U_Я= при I_В=const и снимается при замыкании выходных зажимов цепи якоря генератора накоротко.

Установить все модули в исходное состояние:

- переключатель SA1 модуля автотрансформатора установить в нижнее положение;

- ручку автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки;

- переключатель SA1 модуля МДС2 установить в положение «0»;

2.2 Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно, запустится приводной двигатель;

- при I_В=0 снять значение I_Я (из-за наличия остаточного магнитного потока ток якоря может быть отличен от нуля), данную точку занести в таблицу 14.4.

- переключатель SA1 модуля трансформатора перевести в верхнее положение;

- ручкой автотрансформатора увеличивать ток возбуждения до тех пор, пока I_Я=1,5 А

Данные занести в таблицу 14.4

Таблица 14.4

IВ, А
IЯ, А

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное положение. Ручку автотрансформатора вывести против часовой стрелки, переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF2 и QF1.

ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГПТ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

3.1 Эта характеристика представляет собой зависимость I_Я= снимается на понижение напряжения при постоянном токе возбуждения I_в=const Чтобы сравнить внешние характеристики ГПТ НВ нужно чтобы они выходили из одной точки, т.е. при I_Я=0 иU_Я были одинаковыми.

3.2 Опыт проводится в следующей последовательности:

- переключатель SA1 модуля МДС2 перевести в положение« »;

- включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП;

- переключатель SA1 модуля трансформатора перевести в верхнее положение;

- ручкой модуля автотрансформатора изменять выходное напряжение автотрансформатора и установить такой ток возбуждения, при котором U_Я было бы равно напряжению генератора параллельного возбуждения при I_Я= 0 и этот ток возбуждения поддерживается постоянным.

- изменяя переключателем SA1 модуля МДС2 сопротивление в сторону уменьшения, увеличивают ток нагрузки или ток генератора от I_Я= 0 до I_Я= 1,5 А.

Внимание ! SA1 не выводить в положение «0»

Данные занести в таблицу 14.5

Таблица 14.5 I_в=const

IЯ, А
UЯ, В

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное положение. Ручку автотрансформатора вывести против часовой стрелки, переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF2 и QF1.

РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГПТ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

4.1 Эта характеристика представляет собой зависимость I_В= при U_Я=const и n=const.

Привести модули в исходное состояние:

- переключатель SA1 модуля автотрансформатора установить в нижнее положение;

- ручку автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки;

- переключатель SA1 модуля МДС2 установить в положение « » , что соответствует холостой ход генератора.

4.2 Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП;

- переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение;

Плавно вращая ручку автотрансформатора, установить U_Я., которое было при номинальном токе I_ЯН при снятии внешней характеристики (таблица 14.5) эту точку заносят в таблицу 14.6:

- изменяя положение переключателя SA1 модуля МДС2 от положения « » в сторону уменьшения, увеличивают ток якоря, сохраняя при этом напряжение генератора. Это достигается увеличением тока возбуждения вращением ручки автотрансформатора по часовой стрелке.

Внимание ! SA1 модуля МДС2 не выводить в положение «0». Напряжение обмотки возбуждения не устанавливать выше 220 В.

Данные занести в таблицу 14.6

Таблица 14.6 U_Я =const

IЯ, А
UВХ, В
UОВ, В
IВ, А

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное положение. Ручку автотрансформатора вывести против часовой стрелки, переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF2 и QF1.