Описание экспериментальной установки

Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки показана на рис. 11.5. В работе исследуется исполнительный микродвигатель постоянного тока Д, нагрузкой которого является однотипная микромашина Г, работающая в режиме генератора. Питание якорной цепи двигателя осуществляется от регулируемого с помощью автотрансформатора AT источника постоянного напряжения В₁. Цепи возбуждения двигателя и нагрузочного генератора запитаны от общего источника В₂, а регулировка токов в них выполняется посредством реостатов и . В цепи якоря двигателя находится регулируемое добавочное сопротивление , которое для снятия естественной механической характеристики двигателя может быть полностью выведено. Цепи якорной обмотки и обмотки возбуждения исс ледуемого двигателя снабжены амперметрами и вольтметрами для измерения потребляемых токов и питающих напряжений.

Электромагнитный момент двигателя в работе определяется косвенным путем – формулой , а величина – по номинальным паспортным данным двигателя с помощью уравнений (11.1) и (11.2) и может быть пересчитана на другой ток возбуждения, отличный от номинального тока возбуждения двигателя, так как при допущении о линейности магнитной цепи . Значение якорного тока для каждого режима определяется по показаниям амперметра.

Скорость вращения двигателя определяется с помощью специального устройства, включающего в себя диск с отверстиями, закрепленный на валу и вращающийся со скоростью якоря двигателя. По одну сторону диска неподвижно закреплена небольшая лампочка, являющаяся источником освещения фотодиода ФД, закрепленного неподвижно с противоположной стороны диска. При вращении диска частота создаваемой фотодиодом ЭДС зависит от модуляции освещенности диода, определяемой скоростью вращения двигателя. По показаниям частотомера, подключенного к схеме согласно рис. 11.5, можно определить угловую скорость вращения двигателя:

(11.13)

где – число отверстий в диске.

Порядок выполнения работы

1. До начала выполнения экспериментальной части необходимо по паспортным данным двигателя выполнить расчеты ряда характерных параметров его номинального режима работы: ; ; ; ; ; .

По точкам номинального режима работы двигателя ( , ) и режима холостого хода ( , ) построить расчетную естественную механическую характеристику микродвигателя . Данные расчетов показать преподавателю для проверки.

2. Экспериментально снять естественную механическую характеристику микродвигателя.

В этом опыте к якорной цепи и цепи обмотки возбуждения двигателя подводится номинальное напряжение питания. Различные значения момента сопротивления на валу двигателя задают с помощью изменения напряжения питания цепи возбуждения нагрузочного генератора и сопротивления в его якорной цепи (тормозной электромагнитный момент генератора ). Снимается четыре-шесть точек от режима номинальной нагрузки двигателя (когда его якорная цепь потребляет ток ) до режима холостого хода. Режимом холостого хода для двигателя считают такой режим, при котором отсутствуют токи в цепях якорной обмотки и обмотки возбуждения нагрузочного генератора.

Кроме значения частоты , определяющей скорость вращения микродвигателя, снимают показания приборов, показывающие напряжение питания якорной цепи , величину якорного тока микродвигателя , его напряжение возбуждения и величину тока возбуждения . Данные опыта занести в табл. 11.1.

Таблица 11.1

№ п.п.

Эксперимент

Расчет

деления

В

деления

А

деления

В

деления

А

деления

Гц

Нм

3. Экспериментально снять механическую характеристику микродвигателя при введенном в цепь якоря добавочном сопротивлении (величина указана на рабочем месте) от холостого хода до номинальной нагрузки двигателя, когда . Для обеспечения соответствующего номинальной нагрузке тормозного момента необходимо изменять ток возбуждения и сопротивление в якорной цепи нагрузочного генератора. Данные опыта занести в таблицу, аналогичную табл. 11.1.

4. Экспериментально снять механическую характеристику микродвигателя при пониженном напряжении питания якорной цепи микродвигателя и . Методика эксперимента и таблица записи данных аналогичны рассмотренным выше.

5. Экспериментально снять механическую характеристику микродвигателя при ослабленном потоке возбуждения микродвигателя, т.е. при сниженном напряжении питания его обмотки возбуждения . Для обеспечения номинальной загрузки двигателя по моменту ток якорной цепи должен составлять , т.е. быть во столько раз больше номинального, во сколько раз уменьшен ток возбуждения (с учетом допущения о линейности магнитной цепи двигателя ). Остальные точки механической характеристики снимаются при произвольных меньших значениях тока . Данные опыта занести в таблицу, аналогичную табл. 11.1.

Для выполнения необходимых расчетов после проведения экспериментальной части работы следует записать имеющиеся на рабочем маете паспортные и другие номинальные данные исследуемого микродвигателя.