ТЕОРIЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДA. Методичні вказівки з Електротехніка. Робота № 521097

Перехід до торгівельного партнера Binance

ТЕОРIЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДA

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Систем управління

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2010

Тип роботи:

Методичні вказівки

Предмет:

Електротехніка

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ТА СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «ТЕОРIЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДA» (ЧАСТИНА I) ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ ЗА НАПРЯМАМИ: 6.050702 – «ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА» (У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ), 6.050701 – «ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЇ» (У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ) (ПЕРЕВИДАННЯ) КРЕМЕНЧУК 2010 Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Теорiя електропривода» (частина I) для студентiв денної та заочної форм навчання за напрямами: 6.050702 – «Електромеханіка» (у тому числі скорочений термін навчання), 6.050701 – «Електротехніка та електротехнології» (у тому числі скорочений термін навчання) (перевидання) Укладачі: старш. викл. Зубова О.І., асист. А.М. Артеменко Рецензент д.т.н., проф. Д.Й. Родькін Кафедра САУЕ Затверджено методичною радою КДУ імені Михайла Остроградського Протокол № ____ від ___________ 20 року Заступник голови методичної ради _____________ к.т.н., доц. С.А. Сергієнко ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 ВИВЧЕННЯ СПОСОБІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН У РІЗНИХ РЕЖИМАХ МЕТА РОБОТИ Одержання експериментальним і розрахунковим шляхом характеристик електричних машин постійного струму в різних режимах. 1.1 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ Електрична машина як електромеханічний перетворювач енергії може працювати в одному з двох режимів: рушійному, коли електрична енергія споживається з мережі та перетворюється в механічну; гальмівному - при зворотному перетворенні енергії. У рушійному режимі електрична машина розвиває рушійний момент, а в гальмівному - гальмівний момент. Рисунок 1.1 Рушійний режим Рисунок 1.2 Гальмівний режим Залежно від того, як використовується перетворена електрична енергія, існує декілька гальмівних режимів: - режим рекуперативного гальмування, або генераторний режим із віддачею енергії у мережу; при цьому активна механічна потужність із вала двигуна перетворюється в електричну і за відрахуванням втрат віддається в мережу, тобто . Перехід із рушійного режиму в режим рекуперативного гальмування здійснюється при кутовій швидкості двигуна вище кутової швидкості ідеального холостого ходу ; - режим противмикання; при цьому двигун споживає механічну потужність із вала й електричну потужність з мережі: . Цей режим одержують перемиканням обмоток двигуна на зворотний напрямок обертання, або примусовим обертанням у зворотному напрямку; - режим динамічного гальмування. Одержують його від’єднанням від мережі силового кола двигуна (при цьому двигун залишається збудженим) і шунтуванням якоря опором. У такому випадку , а механічна потужність із вала повністю втрачається на опорах двигуна. Будь який із перерахованих режимів роботи електричної машини, може бути відображений характеристиками, одержаними при створенні на валі різних за величиною статичних моментів за допомогою того чи іншого обладнання навантаження. Таким обладнанням може бути механічне навантажувальне обладнання (механічне гальмо МГ) чи електрична машина (навантажувальна машина НМ). При навантаженні механічним гальмом уся енергія, яка споживається з мережі, витрачається на подолання втрат і моменту опору, створеного гальмом. Тому даний спосіб навантаження є неекономічним з точки зору використання електричної енергії. Крім того, механічні сили, що виникають у процесі тертя, призводять до швидкого зносу механізмів. Більш економічним способом створення моменту навантаження є використання, як навантажувального обладнання, іншої електричної машини, вал якої механічно жорстко з’єднаний з досліджуваною машиною (ДМ). При цьому момент на валі навантажувальної машини буде протидіючим по відносно моменту досліджуваної машини. Рисунок 1.3 Навантаження за допомогою електричної машини Останню умову можна реалізувати двома способами: 1. Переведенням навантажувальної машини НМ у режим роботи, протилежний режиму роботи досліджуваної машини ДМ (наприклад, якщо ДМ працює в рушійному режимі, то НМ повинна працювати в гальмівному режимі). При цьому обидві машини повинні бути ввімкнені на узгоджений (однаковий) напрямок обертання. 2. Режим роботи навантажувальної машини такий самий, що і досліджуваної, але при ввімкнені їх на зустрічний напрямок обертання, причому момент на валу НМ повинен бути більший від моменту на валу ДМ . Внаслідок цього, НМ своїм моментом діє на вал ДМ, змінюючи напрямок обертання останньої на протилежний (при цьому ДМ переходить у режим противмикання). Спосіб електричного навантаження можна застосовувати як для машин постійного, так і змінного струму, і може бути виконаний за однією із схем: а) схема навантаження з прямим каналом перетворення потужності. Дозволяє здійснити навантаження будь якої з машин, які входять до схеми, в різних режимах роботи; б) із взаємним навантаженням (АД, Г, Д, сидять на спільному валу), Г і Д повинні працювати так, щоб і були направлені назустріч один одному. Можна одержати рушійний і генераторний режим залежно від і . Застосовується для електричних машин великої потужності; в) так само, але з вольтододатковою машиною, що включена послідовно з якорями Д та Г. При цьому й однакові. Знак струму визначається знаком . Застосовується в основному для навантаження двигунів послідовного збудження; г) система динамічного навантаження. Навантаження створюється за рахунок періодичної зміни потоку генератора або двигуна. Струм у колі якоря можна створити практично будь-який. У системі динамічного навантаження складна система керування та вимірювальна частина. Лабораторна робота виконується на базі схеми навантаження з прямим каналом перетворення потужності. Навантажувальні характеристики являють собою залежності ; ; , де - кутова швидкість обертання вала ДМ рад/с; - струм кола якоря, А; - електромагнітний момент ДМ в усталеному режимі, Нм; - момент на валу ДМ, Нм. Електромагнітний момент: . (1.1) Знаки моментів і визначаються режимом роботи машини: - рушійний режим - і знак "+"; - рекуперативний і динамічне гальмування - - знак "-"; - знак "+"; - режим противмикання - - знак "+"; - знак "-". 1.2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ Принципова схема стенда (рис.1.4) зображена двома агрегатами, що складаються з асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором (гонного) і машини постійного струму (генератора) із жорстким з'єднанням валів та двома машинами постійного струму з жорстким з'єднанням валів; одна з них є досліджуваним двигуном (Д), інша – навантажувальною машиною (НМ). Автоматичним вимикачем АВ1 подається живлення на лабораторний стенд. Вмикання (вимикання) гонного двигуна здійснюється пускачем Л1 за допомогою кнопок ''Пуск-АД'' (''Стоп-АД''). Навантажувальна машина запускається послідовним увімкненням автомата АВ2 і пускача Л2 за допомогою кнопок ''Пуск-НМ-Стоп''. Керуванням струмом збудження електричних машин (генератора, двигуна і навантажувальної машини) здійснюється регуляторами РЗГ, РЗД і РЗНМ. Перемикачем УП4 змінюють напрямок струму збудження в ланцюзі обмотки збудження генератора, а отже, і полярність напруги на затисках якоря двигуна. Автоматом АВ4 замикається якірний ланцюг системи Г-Д. Вольтметром V1 при розімкнутому АВ4 виміряється е.р.с. генератора чи двигуна (залежно від положення тумблера Т1). Пускач JI2 підключає якір НМ до мережі, забезпечуючи активний момент навантаження на валу двигуна (НМ працює в режимі гальмування противмиканням). Для створення реактивного моменту на валу двигуна НМ відключається від мережі кнопкою ''НМ-Стоп'' і переводиться у режим динамічного гальмування за допомогою автоматичного вимикача АВ3. Величина регулювального опору якірного ланцюга НМ змінюється універсальним перемикачем УП2. Необхідні вимоги при виконанні лабораторної роботи: - перемикач УП3 у положенні ''Г-Д''; - увімкнення АВ4 можливо тільки при нульовому струмі в ОЗГ і номінальному в ОЗД; - вимкнення АВ4 можливо тільки при нульовому струмі в якірному колі; - пуск НМ повинен робитися при розімкнутому АВ4, за наявності додаткового опору в якірному ланцюзі () і номінальному струмі збудження в ОЗНМ; - якщо НМ працює в руховому режимі, увімкнення АВ4 робити при зустрічному напрямку е.р.с. і ; - при виконанні лабораторної роботи треба слідкувати за показаннями амперметрів та не допускати їх зашкалення. Рисунок 1.4 Принципова електрична схема стенда для дослідження навантаження електричних машин 1.3 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Ознайомитися з лабораторним стендом. Підготувати стенд до роботи. Записати паспортні дані електричних машин, які входять до експериментальноі установки. 2. Дослідним шляхом зняти характеристику холостого ходу двигуна (за відсутності навантаження на валі). 3. Виконати навантаження Д у рушійному режимі при використанні НМ у режимі динамічного гальмування. 4. Виконати навантаження Д у режимі рекуперативного гальмування, використовуючи НМ у рушійному режимі. 5. Виконати навантаження НМ у режимі динамічного гальмування (Д у рушійному режимі). 6. Виконати навантаження НМ у режимі противмикання (Д у рушійному режимі). 7. Дані дослідів звести в таблицю 1.1. Відповідно з поданими нижче формулами визначити параметри навантаження. Таблиця 1.1 Режими роботи Дослідні дані Розраховані дані мА Ом А А В об/хв Вт Вт с-1 Нм Нм Д-рушійний (х.х.) Д-рушійний Д-рекупера-тивне галь-мування НМ-дина-мічне галь-мування НМ- гальмування противми-канням 8. Побудувати навантажувальні характеристики електричних машин у досліджуваних режимах. 9. Зробити висновки щодо роботи. Обробка експериментальних даних виконується у слідуючому порядку: 1. Дані, що знімаються з тахометра (об/хв) треба поділитити на 2. 2. Значення електромагнітного моменту Д та НМ можна розрахувати за експериментальними даними за формулами (значення опорів кожної ступені вказані у кінці методички): ; ; ; , де - напруга й струм у колі якоря; - напруга мережі живлення НМ (= 220 В); - кутова швидкість ДМ; , , - опори якорів машин постійного струму. 3. Електромагнітний момент НМ, що працює у режимі динамічного гальмування: . 4. Момент на валу визначається відповідно формули (1.1). 5. Момент холостого ходу : . 6. Електрична потужність, що підведена до Д може бути визначена за формулою: . 7. Механічна потужність, що знімається з вала електричної машини може бути визначена за формулою: . 8. Коефіцієнт корисної дії: . 1.4 ЗМІСТ ЗВІТУ 1. Титульний аркуш. 2. Назва і мета роботи. 3. Схема експериментальної установки. 4. Таблиці даних та необхідні розрахункові дані. 5. Графічні побудови навантажувальних характеристик ; ; ; ; ; ; . 6. Висновки щодо роботи. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Перерахуйте усі можливі режими роботи електричних машин. У чому різниця між рушійним та гальмівним режимом роботи? 2. Поясніть роботу електричної машини у гальмівних режимах. Нарисуйте механічні характеристики електричної машини в гальмівних режимах. 3. Які пристрої та системи для навантаження електричних машин вам відомі. Поясніть принцип, за яким вони працюють. 4. На базі якої схеми виконується лабораторна робота? Які її переваги та недоліки? 5. Як на лабораторному стенді виконуються режими роботи, що вивчалися? СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М.: Энергоиздат, 1981.– 576 с. Справочник по электрическим машинам, в 2-х т./ Под общей редакцией И.И. Копылова. Т.1.– Энергоатомиздат, 1988.– 456 с., Т.2– М.: Энергоатомиздат, 1988.– 688 с. Стоколов и др. Электрооборудование кузнечно-прессовых машин. Справочник.– М.: Машиностроение, 1981.– 304 с. Подлипенский В. С. та ін. Елементи і прилади автоматики./Під редакцією Сабинина Ю. А. – СПБ.: Політехніка, 1995. - 472 с. Теорія електропривода ./М.Г.Попович, М.Г. Борисюк, В.А. Гаврилюк; за ред. М.Г. – К.: Вища школа, 1993. –494с. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ НЕЗАЛЕЖНОГО ЗБУДЖЕННЯ МЕТА РОБОТИ Дослідження та побудова за експериментальними даними характеристик двигуна постійного струму незалежного збудження (ДПС НЗ) у рушійному та гальмівному режимах. Параметричне регулювання координат двигуна постійного струму незалежного збудження (Вивчення регулювальних властивостей ДПС з НЗ.) 2.1 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ Рівняння швидкісної характеристики двигуна має вигляд (2.1), де - напруга мережі, В; - струм якірного кола двигуна, А; - сумарний опір якірного кола, що містить у собі опір якоря , Ом; - конструктивний коефіцієнт двигуна; - магнітний потік двигуна, Вб. У загальному вигляді рівняння швидкісної та механічної характеристик двигуна можна записати так : , (2.2) де - частота обертання ідеального х.х., ; - спад частоти обертання відносно , зумовлений наявністю навантаження на валі двигуна, - для швидкісних характеристик; - для механічних характеристик. При , і залежності і графічно зображуються прямими лініями (рис. 2.1). Двигунному режиму відповідають ланки характеристик, що лежать у тих квадрантах, де знаки струму (моменту) і частоти обертання збігаються; гальмівним режимам - з протилежними знаками струму (моменту) і частоти обертання. Електромагнітний момент при усталеному режимі: , (2.3) де - момент на валу двигуна, Н(м; - момент холостого ходу, включаючий момент, зумовлений силами тертя , вентиляційних втрат , втрат у сталі . Рисунок 2.1 У виразі (2.1) знаки моментів визначаються режимом роботи двигуна: а) у двигунному режимі і - знак “+”; б) у режимі рекуперативного гальмування - знак “(”, - знак “+”; в) у режимі противмикання - знак “+”, - знак “(”. 2.2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ Магнітний агрегат лабораторної роботи містить два жорстко з'єднаних двигуни постійного струму незалежного збудження. Один з них є досліджуваним двигуном (Д), інший - навантажувальною машиною (НМ). Двигуни мають однакові номінальні параметри, тому за призначенням вони взаємозамінні. На передній панелі стенда встановлено вимірювальні прилади, ручки й кнопки управління двигунами, мнемонічна електрична схема (рис. 2.2). Автоматичним вимикачем АВ1 подається живлення на лабораторний стенд та обмотку збудження двигуна, автоматом АВ2 — на обмотку збудження навантажувальної машини. Кнопками управління контакторів Л1 або Л2, ЛЗ або Л4 подається напруга до якірного кола відповідно двигуна чи навантажувальної машини. При розімкнутих контакторах Л1 та Л2 досліджуваний двигун можна перевести у режим динамічного гальмування за допомогою автоматичного вимикача АВЗ або універсального перемикача УП1. Навантажувальна машина при розімкнутих контакторах ЛЗ та Л4 переводиться у режим динамічного гальмування замиканням АВ4. У якірних колах машин встановлено пускові резистори RД й Rнм, кожен з яких складається з чотирьох секцій. Секції шунтуються перемикачами (типу УП): секції резистора RД — перемикачем УП2, аналогічно секції резистора Rнм — перемикачем УПЗ. Шунтування обмотки якоря двигуна здійснюється перемикачем УПІ. Струм в обмотці збудження двигуна та струм в обмотці збудження навантажувальної машини регулюються резисторами в чотири ступені за допомогою тумблерів з надписами відповідно: РЗД — регулювання струму в обмотці збудження двигуна; РЗНМ — регулювання струму в обмотці збудження навантажувальної машини. Вольтметрами V1 та V2 за допомогою тумблерів можна вимірити напругу джерела живлення і напругу якірного кола. Напруга живлення досліджуваного двигуна може бути обраною 127 В або 220 В за допомогою перемикача УП4, рукоятка якого встановлюється відповідно в позицію “” й “”. Рисунок 2.2 Мнемонічна електрична схема установки УВАГА! Переконайтеся , що: АВ 1 — АВ4 — вимкнуті; УПІ — УПЗ — у крайній лівій позиції; РВД, РВНМ — увімкнуті праворуч; УП4 — "робочий 127 В"; “Uпит.д/Uяк.ц.д” і “ Uпит.нм/Uяк.ц.д ” – у положенні “Uпит. ”. 2.2 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Ознайомитись з лабораторним стендом. 2. Зняти і побудувати характеристики досліджуваного двигуна в рушійному режимі: - зняти експериментально природну характеристику; - зняти та побудувати такі регулювальні характеристики: - при зменшенні магнітного потоку; - при зміні підведеної до якоря досліджуваного двигуна напруги; - шунтуванням якоря двигуна. 3. Визначити діапазон регулювання швидкості (): - з Rд; - з Rд та Rш. 4. За експериментальними даними визначити (0, сд, снм, Rш, Rд, Мд, Мнм, Ф/Фн. Експериментальні та розраховані дані занести до таблиці 2.1. 5. Побудувати електромеханічні й механічні характеристики досліджуваного двигуна. 6. Зняти та побудувати характеристики досліджуваного двигуна в гальмівних режимах. - режим динамічного гальмування. Таблиця 2.1 Спосіб регулювання Характе- ристика Дані експериментів Дані розрахунків А1, А А2, А V1, В n, об/хв V2, В А3, А А4, А (0, с-1 Мд, Нм Мнм, Нм Ф/Фн, % Сд, Вб Снм, Вб U=var U1=50 B U1=50 B … Ф=vаr Ф=Ф1 Ф=Ф1 Ф=Ф2 … Ф=Ф4 Шунтуванням якоря Rдод. А1, А А2, А V1, В n, об/хв V2, В А3, А А4, А (0, с-1 (c, с-1 Мд, Нм Мнм, Нм Rд, Ом Rш, Ом Rш=0, Rд=R1 Rд=R1 Rд=R2 Rд=R2 Rш=Rш1, Rд=R2 … Rд=R4 Rш=Rш2, Rд=R2 … Rд=R4 - гальмування противмиканням: - гальмування при активному статичному моменті; - гальмування з реактивними моментом на валу. Експериментальні та розраховані дані занести до таблиці 2.2. Таблиця 2.2 Режим роботи Rд Дані експерименту Розрахункові дані А1, А А2, А V1, В n, об/хв V2, В А3, А А4, А n0/(0 (об/хв)/с-1 СД/Снм, Вб МД, Нм Мнм, Нм ДГ 0 R1 . . R4 ГП а) з акт. Макт R4 .. R3 .. б) з реакт. Мреакт R4 .. R3 .. 2.4 ЗМІСТ ЗВІТУ 1. Титульний аркуш. 2. Назва і мета роботи. 3. Мнемонічна схема лабораторної установки(рис. 2.2). 4. Таблиці 2.1, 2.2. 5. Характеристики двигуна за даними таблиць 2.1, 2.2 у рушійному та гальмівних режимах у системі координат (=((() та сумісні характеристики Д і НМ у системі координат (=((M). 6. Висновки щодо роботи. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. У якій послідовності виконується пуск лабораторного стенда? 2. Дайте визначення активного (реактивного моменту). Від яких параметрів НМ залежить величина моменту двигуна Д? 3. Перерахуйте можливі способи гальмування ДПС з НЗ та дайте порівняльну техніко-економічну характеристику цим режимам. 4. Як реалізується на практиці режим проти включення електродвигуна при його роботі з допоміжнім механізмом, який має у першому випадку- активний, у другому –реактивний статичний момент? 5. Продемонструвати обидва види гальмування на лабораторному стенді. 6. У чому полягає різниця між електромагнітним моментом двигуна та моментом, діючим на валу? 7. У якому режимі буде працювати НМ, якщо досліджувальний двигун працює у режимі противмикання? 8. Оцінити наслідки прямого включення в мережу постійного струму з напругою 220 В досліджувального двигуна (навантажувальної машини). 9. Дайте характеристику відомим способом регулювання швидкості двигуна постійного струму незалежного збудження. 10. Виведіть рівняння механічної характеристики ДПС НЗ при шунтуванні якоря, поясніть вплив шунтуючого Rш та послідовного Rд резисторів на вигляд механічної характеристики. 11. Чим визначається жорсткість механічної характеристики? 12. Як зміниться жорсткість механічної характеристики ДПС НЗ: а) при введені у коло якоря послідовно увімкнутого додаткового резистора; б) при зміні підведеної до якірного кола двигуна напруги. в) при зменшенні (ослабленні) магнітного потоку двигуна? 13. Як побудувати штучні електромеханічні та механічні характеристики в рушійному режимі при введенні в якірне коло двигуна послідовного резистора (наведіть аналітичний метод розрахунку)? 14. Складіть структурну схему системи РЛН НМ (вважайте РЛН звичайною простою аперіодичною ланкою). СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М.: Энергоиздат, 1981.– 576 с. 2. Справочник по электрическим машинам, в 2-х т./ Под общей редакцией И.И. Копылова. Т.1.– Энергоатомиздат, 1988.– 456 с., Т.2– М.: Энергоатомиздат, 1988.– 688 с. 3. Родькин Д. И., Величко Т. В. Теория электропривода. Часть 1. Механика и характеристики двигателей в электроприводе./ Учебное пособие. – Кременчуг: КГПИ, 199. – 237 с. 4. Теорія електропривода ./М.Г.Попович, М.Г. Борисюк, В.А. Гаврилюк; за ред. М.Г. – К.: Вища школа, 1993. –494с ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3 ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ПОСЛІДОВНОГО ЗБУДЖЕННЯ МЕТА РОБОТИ Експериментально одержати швидкісні і за допомогою розрахунку механічні характеристики двигуна послідовного збудження у двигунному і гальмівних режимах при сталій напрузі джерела живлення. 3.1 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ Рівняння швидкісної характеристики двигуна з послідовним збудженням має вигляд, аналогічний двигуну з незалежним збудженням. Механічна характеристика двигуна послідовного збудження не має точного аналітичного виразу, тому що залежність магнітного потоку від струму якоря аналітично не виражається. Тому заводом для серії двигунів, що випускається, даються так звані універсальні характеристики залежності частоти обертання і моменту від струму (рис. 3.1). Рисунок 3.1 Універсальні характеристики Найбільш простим способом регулювання частоти обертання є зміна опору якірного кола. Відповідні характеристики для різних значень показані на рис. 3.2. На цьому самому рисунку зображені характеристики для режиму електродинамічного гальмування з самозбудженням. Цей вид робочого аварійного гальмування використовується для зупинки підйомного обладнання і для обмеження швидкості опускання вантажу при відмові в роботі гальма. Рисунок 3.2 Характеристики ДПТ ПВ при зміні та при електродинамічному гальмуванні Для одержання жорстких характеристик і можливості стійкої роботи двигуна при невеликих статичних моментах застосовується шунтування якоря. Завдяки наявності шунтуючого контуру є можливість протікання струму в обмотці збудження за відсутності останнього в колі якоря. Частота обертання холостого ходу . Магнітний потік при ідеальному холостому ході визначається по кривій намагнічування для струму . Шунтування обмотки збудження призводить до зменшення магнітного потоку машини, а отже, при заданому моменті навантаження - до збільшення частоти обертання двигуна (рис. 3.3). Залежність частоти обертання двигуна від струму якоря . Рисунок 3.3 Характеристики ДПТ ПВ при шунтуванні обмотки збудження Значення магнітного потоку визначається із кривої намагнічування для струму збудження . 3.2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ Лабораторний стенд (рис. 3.4 ) складається з двох електричних машин постійного струму послідовного збудження з жорстким з'єднанням валів. Двигуни мають однакові номінальні параметри, тому вони взаємозамінні. Навантаження може здійснюватись як однією з машин, так і механічним гальмом. Автоматом АВ1 подається живлення напругою 220В, а автоматом АВ2 – живлення від трансформатора, що регулюється. Вмикання і вимикання двигунів здійснюється реверсивними пускачами Л1 і Л2 за допомогою кнопок “ Вперед – Стоп – Назад”. Рисунок 3.4 Схема лабораторного стенда Автоматом АВ1 подається живлення напругою 220В, а автоматом АВ2 – живлення від трансформатора, що регулюється. Вмикання і вимикання двигунів здійснюється реверсивними пускачами Л1 і Л2 за допомогою кнопок “ Вперед – Стоп – Назад”. Автоматами АВ3 і АВ4 подається напруга через випрямні мости і через пускачі Л1 і Л2 на обмотки двигунів. Щоб запобігти великих пускових струмів, двигуни запускаються з уведеними всіма наявними додатковими опорами. Для виходу на природну характеристику, опори східчасто виводяться універсальними перемикачами УП1 (Д1) і УП4 (Д2). Рисунок 3.5 Крива намагнічування машини постійного струму серії ПК При необхідності динамічного гальмування використовуються УП2 (Д1) і УП3 (Д2), (опір динамічного гальмування для Д2 можна східчасто змінювати перемикачем S4). Для зміни шунтуючого опору збудження і якоря, використовуються трьохпозиційні вимикачі S5 (Д2) і S6 (Д2) відповідно. Після закінчення роботи всі автомати розімкнути. 3.3 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Записати паспортні дані електричних машин, що входять в експериментальну установку. 2. Зняти природну і дві-три реостатні характеристики для заданих викладачем значень додаткового опору () в якірному колі. 3. Зняти декілька характеристик у режимі електродинамічного гальмування з самозбудженням для заданих викладачем значень . 4. Зняти штучні характеристики при шунтуванні якоря (значення і задаються викладачем). 5. Зняти штучні характеристики при шунтуванні обмотки збудження для заданих викладачем значень і =0. 6. Результати замірів і розрахунків занести в таблицю 3.1. Таблиця 3.1 Режим роботи Дослідні дані Розрахун- кові дані Іяд1, А Іяд2, А Ізд2, А U, В n, об/хв Rд Rшя Rшз (, с-1 kФ, В(с M, Н(м 7. За даними таблиці 3.1 побудувати характеристики характеристик , . 3.4 ЗМІСТ ЗВІТУ 1 Титульний аркуш. 2 Назва і мета роботи. 3 Схема експериментальної установки. 4 Таблиця даних замірів та необхідні розрахункові дані. 5 Графічні побудови характеристик , . Для побудови механічних характеристик необхідно розрахувати і побудувати перехідну характеристику . При наявності залежності , значення моменту легко визначається за формулою ; 6 Висновки щодо роботи. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Особливості роботи двигуна послідовного збудження. 2. Розрахунок механічних характеристик двигуна послідовного збудження. 3. Особливості роботи двигуна при шунтуванні якоря, обмотки збудження. Розрахунок характеристик у даних режимах роботи. 4. Особливості електродинамічного гальмування двигуна з самозбудженням. 5. Які характеристики називаються робочими і універсальними робочими характеристиками двигунів з послідовним збудженням? Як їх досягають? 6. Викладіть методику побудови природньої механічної характеристики двигуна з послідовним збудженням за універсальними робочими характеристиками. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М.: Энергоиздат, 1981.– 576 с. 2. Справочник по электрическим машинам, в 2-х т./ Под общей редакцией И.И. Копылова. Т.1.– Энергоатомиздат, 1988.– 456 с., Т.2– М.: Энергоатомиздат, 1988.– 688 с. 3. Родькин Д. И., Величко Т. В. Теория электропривода. Часть 1. Механика и характеристики двигателей в электроприводе./ Учебное пособие. – Кременчуг: КГПИ, 199. – 237 с. 4. Теорія електропривода ./М.Г.Попович, М.Г. Борисюк, В.А. Гаврилюк; за ред. М.Г. – К.: Вища школа, 1993. –494с. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4 ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З ФАЗНИМ РОТОРОМ МЕТА РОБОТИ Дослідження природних і штучних механічних і електромеханічних характеристик трифазних асинхронних двигунів з фазним ротором (АД з ФР) у рушійному та гальмівному режимах. 4.1 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ Механічна характеристика асинхронного двигуна визначається за формулою Клоса: , (4.1) де - критичний (максимальний) момент двигуна; - критичне ковзання, при якому момент набуває найбільшого значення; ; ; - відповідно активний опір обмотки статора і активний опір ротора, зведений до обмотки статора; - синхронна частота обертання, . Значення критичного моменту і ковзання через параметри двигуна визначаються наступним чином: ; , де - фазна напруга мережі; - реактивний опір к.з.; - відповідно реактивний опір статора і зведений ротора. Струм ротора є основною величиною для оцінки режиму роботи двигуна. Зручним для розрахунків залежності є наступний вираз: , (4.2) де - перевантажувальна здатність двигуна. Для розрахунку швидкісної характеристики можна скористатися наступним виразом: , (4.3) де - струм намагнічування; - коефіцієнт кратності струму намагнічування відносно найбільшого струму ротора, . На рис. 4.1 і 4.2 показані швидкісні характеристики і побудовані відповідно з наведеними раніше формулами для двох значень опору роторного кола. Рисунок 4.1 Рисунок 4.2 На рис. 4.3 зображені природна і штучна механічні характеристики у двигунному режимі. Рисунок 4.3 У режимі електродинамічного гальмування розрахунок характеристик можна робити за виразом (4.1), в якому , , , Рисунок 4.4 де - еквівалентний струм збудження; - реактивний опір контура намагнічування двигуна; - синхронна кутова швидкість обертання двигуна; - реактивний опір ротора при частоті, яку має мережа. Характеристики у режимі електродинамічного гальмування показані на рис. 4.4. 4.2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ Лабораторний стенд (рис. 4.5.) включає в себе два двомашинних каскади, кожен з яких складається з механічно з’єднаних машин змінного і постійного струмів АД1 і Г, АД2 і Д. Машини постійного струму увімкнуті за схемою “генератор — двигун”, що дозволяє плавно здійснювати зміни моменту опору на валу досліджуваного двигуна і забезпечує стійку його роботу на всіх точках механічної характеристики. На рис. 4.5 показана принципова електрична мнемонічна схема. Порядок вмикання агрегатів для проведення експериментів. Універсальний перемикач УП2 з написом перевести праворуч у позицію РР — рушійний режим. УПЗ з написом перевести в крайню ліву позицію. УП1 з написом перевести в позицію “Вперед”. УП4 з написом поставити в позицію “Вперед”. Рисунок 4.5 Мнемонічна схема електроприводу установки Увімкнути АВ1 і АВ2, потім кнопки “Пуск — АД1 — Стоп” й “Пуск — АД2 — Стоп”; запустити привідний АД1 і досліджуваний АД2 двигуни. Керування струмом збудження двигунів Г і Д здійснюється регуляторами РВГ й РВД. ЕРС якірного кола машин виміряють вольтметром VI з

Методичні вказівки Електротехніка

77pazan77

09.03.2013 20:03-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись