Содержание отчета

В отчете должна быть представлена рабочая схема соединений с таблицей номинальных значений и заводских номеров всех входящих в нее электрических машин, аппаратов и приборов.

Результаты испытаний должны быть приведены в виде таблиц и графиков, построенных по данным табл. 3.1 – 3.3. В кратких выводах по работе следует проанализировать полученные характеристики и дать оценку результатам.

Таблица 3.4
	В
	А
	А
	А
	Вт
	Вт
	Вт
	Вт
	Вт
	Вт
	Вт
	Вт
	Вт
	Н/м

Пользуясь формулой и данными регулировочной характеристики, рассчитать КПД и электромагнитный момент ГПТ. Результаты расчета занести в табл. 3.4. Здесь
 – суммарные потери мощности;
 – полезная мощность;

.

Магнитные и механические потери не зависят от величины нагрузки , а также от величины сопротивления якорной цепи , значения которых приведены на рабочем месте. Электрические потери в контактах между щетками и коллектором составляют . Величину падения напряжения необходимо принять равной 1 В, добавочные потери при номинальной нагрузке – 1% от .

Рассчитать номинальную величину падения напряжений

Вопросы для самостоятельной работы

1. Объясните конструкцию и принцип действия машины постоянного тока.

2. Каковы условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения? Объясните процесс самовозбуждения и характеристику холостого хода генератора.

3. Как объясняется внешняя характеристика генератора?

4. Как можно обеспечить постоянство напряжения генератора при изменении тока нагрузки? Пояснить вид регулировочной характеристики.

5. Как определяется КПД генератора?

6. Объясните потери мощности в ГПТ.

7. Как вычисляется электромагнитный момент в ГПТ?

8. Объясните назначение коллектора в ГПТ.

9. Объясните назначение компенсационной обмотки и обмотки дополнительных полюсов.

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Цель работы

Изучить конструкцию и принцип работы, методы пуска и регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока и их рабочие характеристики. Провести исследование двигателей постоянного тока (ДПТ) с независимым возбуждением.

Краткие теоретические сведения

Конструкция ДПТ подобна конструкции ГПТ (см. лаб. работу № 3). Обмотку якоря-ротора ДПТ подключают к сети постоянного тока, а обмотку возбуждения индуктора-статора – к источнику постоянного тока. При этом в цепи якоря будет протекать ток , а в цепи возбуждения – ток . В результате взаимодействия магнитного поля полюсов Ф и тока в проводниках якоря образуется вращающий электромагнитный момент

, (4.1)

направление действия которого определяется правилом левой руки. Вращательное движение якоря происходит благодаря коллектору.

Вращающийся якорь ДПТ пересекает магнитные линии результирующего поля и в проводниках создается ЭДС. Применив правило правой руки, можно убедиться, что направление ЭДС противоположно току , следовательно, и напряжению сети, поэтому ее называют противоэлектродвижущей силой. Направление ее учитывается при составлении уравнения по второму закону Кирхгофа для цепи якоря ДПТ, являющегося исходным при выводе ряда основных уравнений,

, (4.2)

т.е. напряжение уравновешивается противоЭДС и компенсирует потерю напряжения в сопротивлениях цепи якоря. Из уравнения (4.2) получаем выражение для тока якоря

. (4.3)

При пуске двигателя в начальный момент времени якорь вследствие инерционности остается неподвижным ( ) и противоЭДС равна нулю. Поэтому пусковой ток якоря определяют по формуле

. (4.4)

Пусковой ток значительно больше номинального тока якоря .

Для уменьшения пускового тока последовательно с якорем включается пусковой реостат .

Тогда ток якоря в начальный момент пуска

. (4.5)

С момента начала вращения якоря создается противоЭДС и величина тока якоря будет уменьшаться и определяться уравнением

. (4.6)

В дальнейшем процесс пуска заключается в том, что пусковое сопротивление постоянно уменьшают и к концу пуска доводят до нуля.

Решая систему (4.1), (4.2) и относительно , получаем уравнение механической характеристики ДПТ

. (4.7)

Из выражения (4.7) видно, что пуск необходимо производить при номинальном потоке Ф.

Пуск ДПТ проводят также при пониженном напряжении сети.

Уравнение движения ДПТ как в рабочем режиме, так и в процессе пуска описывается уравнением

, (4.7)

где – момент холостого хода;

– момент, создаваемый двигателем;

– динамический момент, создаваемый инерционными элементами двигателя.

В начале пуска ДПТ должен развивать момент

. (4.8)

В уравнении (4.8) – момент сопротивления. При установившемся режиме работы ДПТ , , , т.е. равен моменту сопротивления, приложенному к валу двигателя.

Из (4.2) можно получить формулу для скорости вращения якоря

. (4.9)

Внутреннее падение напряжения при нормальной работе ДПТ незначительно влияет на скорость вращения, так как мало. Из формулы (4.9) видно, что скорость вращения можно регулировать следующими способами: изменением величины магнитного потока Ф; изменением сопротивления регулирующего реостата в цепи якоря ; изменением напряжения сети U при неизменном магнитном потоке.

Основные характеристики ДПТ – скоростная, механическая, скоростная холостого хода, регулировочная.

Скоростная характеристика представляет собой зависимость при и .

Скоростная характеристика холостого хода – это зависимость скорости вращения ДПТ от тока возбуждения при .

Регулировочная характеристика – зависимость при , .