4. Экспериментальная часть

4.1. Описание лабораторного оборудования

Экспериментальные исследования проводятся на универсальном лабораторном стенде.

При сборке электрической цепи используется следующее оборудование:

1) двигатель постоянного тока параллельного возбуждения типа ПЛ-062 У4 и нагрузочное устройство. ДПТ и нагрузочное устройство коммутируются при помощи разъёма в «Блоке подключения электрических двигателей». Выводы обмотки якоря (ОЯ) – Я₁, Я₂ и обмотки возбуждения (ОВ) – Ш₁, Ш₂ расположены в «Блоке подключения электрических двигателей». В качестве нагрузочного устройства в работе используется электромагнитный тормоз – моментомер (ЭМТ): устройство, в котором тормозной момент создается взаимодействием вихревых токов во вращающемся диске с магнитным полем электромагнитов. Электрические выводы ЭМТ расположены в «Блоке подключения электрических двигателей».

Основными частями электромагнитного тормоза являются алюминиевый диск, соединенный с валом исследуемого двигателя с помощью муфты, и система электромагнитов, укрепленных на кольце. К кольцу, которое может поворачиваться в направлении вращения диска, прикреплен маятник с грузами и указательная стрелка. По углу отклонения маятника на шкале определяется величина момента. Нагрузка изменяется током в обмотке электромагнитного тормоза, питание которого осуществляется от автотрансформатора через мостовой выпрямитель.

2) автотрансформатор (АТ), обеспечивающий изменение напряжения (0 ÷ 250 В) со встроенным вольтметром, расположенным в «Блоке включения»;

3) резисторы RP1 100 Ом (используется как добавочного сопротивление в обмотке якоря) и RP2 500 Ом (используется как добавочного сопротивление в обмотке возбуждения), расположенные в «Блоке включения электрических двигателей»;

4) выпрямители UZ1, UZ2, расположенные в «Блоке включения».

5) электронные измерительные приборы с автоматическим выбором предела измерения и рода тока, расположенные в «Блоке измерительных приборов»:

а) рА1 – амперметр с верхним пределом измерения 2,5 А, предназначенный для измерения тока якоря;

б) рА2 – амперметр с верхним пределом измерения 1 А, предназначенный для измерения тока возбуждения;

в) рV – вольтметр с верхним пределом измерения 250 В.

6) измерение частоты вращения якоря двигателя производится с помощью тахометра, расположенного в «Блоке подключения электрических двигателей».

4.2. Рабочее задание

1. Повторите соответствующие разделы дисциплины [1,2,5,6].

2. На основе экспериментальных данных исследования работы ДПТ:

• постройте естественную механическую характеристику ;

• постройте искусственные механические характеристики при

- введении добавочного сопротивления в цепь ОЯ;

- введении добавочного сопротивления в цепь ОВ;

- при пониженном напряжении.

3. Постройте рабочие характеристики двигателя в соответствии с п. 2.3.

4. Осуществите реверс двигателя.

5. Сделайте выводы по проделанной работе.

4.3. Методика выполнения задания

1. Перед сборкой электрической цепи убедитесь в отключенном состоянии стенда – выключатель пульта включения находится в нижнем положении, индикаторные лампы не горят. Установите напряжение на АТ равным нулю, для этого ручку регулятора поверните против часовой стрелки до упора.

2. Осмотрите двигатель: запишите паспортные данные двигателя постоянного тока, измерьте сопротивления ОЯ и ОВ.

3. Соберите электрическую цепь согласно схеме (рис. 12.4).

Рис. 12.5

4. Пустите в ход двигатель, при этом ЭМТ должно быть отключено.

5. Получите экспериментальные данные для построения естественной механической и рабочих характеристик двигателя. Для этого с помощью ЭМТ увеличьте нагрузку, плавно повышая напряжение с помощью автотрансформатора. Постепенно нагружая двигатель, доводите момент на валу двигателя до М₂ = 15 Н·м/100. Сделайте 4 измерения. Результаты измерений занесите в табл. 12.7.

6. Получите экспериментальные данные для построения искусственных механических характеристик. Для этого:

• введите в цепь якоря двигателя добавочное сопротивление R_д.я (по указанию преподавателя) и повторите пункт 5;

• введите в цепь обмотки возбуждения двигателя добавочное сопротивление R_д.в (по указанию преподавателя) и повторите пункт 5;

• установите пониженное напряжение питания двигателя

U < U_н (по указанию преподавателя) и повторите пункт 5.

7. Осуществите реверс двигателя, изменив направление тока в ОВ либо в ОЯ.

Данные всех измерений занесите в табл. 12.7.

Таблица 12.7

			Измерено					Вычислено
Режим		№ №	U, В	Iя, А	Iв, А	, Нм	n, об/ мин	I, А	, Вт	, Вт	, %
Uн, Rд.в.=0, Rд.я.=0.		1
		2
		3
		4
Uн, Rд.в.= 0, Rд.я.= const.		1
		2
		3
		4
Uн, Rд.в.= const, Rд.я.=0.		1
		2
		3
		4
U < Uн, Rд.в.=0, Rд.я.=0.		1
		2
		3
		4
Реверс		1

8. Определите электрические потери мощности при максимальной нагрузке.

Методические указания к обработке результатов эксперимента

Мощность Р₁, потребляемая из сети, определяется

.

Полезная мощность на валу двигателя Р₂ определяется из выражения (12.6).

Электрические потери мощности определяются по выражениям (12.7-12.9).

Коэффициент полезного действия η определяется из выражения (12.10).

Контрольные вопросы

1. Какие основные физические законы лежат в основе принципа действия электрических машин постоянного тока?

2. Какую роль играет коллектор в машинах постоянного тока?

3. От чего зависит ЭДС машины постоянного тока?

4. Назовите режимы работы электрических машин постоянного тока.

5. Как классифицируются ДПТ по способу возбуждения?

6. Как создается вращающий момент в ДПТ?

7. От чего зависит вращающий момент и частота вращения двигателя постоянного тока?

8. Как зависит пусковой ток двигателя от нагрузки на валу (тормозного момента и момента инерции устройств, приводимых во вращение)?

9. Перечислите способы регулирования частоты вращения ДПТ последовательного возбуждения.

10. Как осуществить реверсирование двигателя постоянного тока?

11. Какие существуют потери мощности в двигателе, как определяются и от чего зависят?

12. Почему ДПТ с последовательным возбуждением нельзя пускать в ход при отсутствии нагрузки на валу?

164