Экспериментальная часть

Принципиальная схема электроустановки двигателя постоянного тока с независимым возбуждением приведена на рис. 10.1, а с параллельным возбуждением – на рис. 10.2.

Рис. 10.1. Принципиальная схема электроустановки

для исследования двигателя постоянного тока

с независимым возбуждением

Отличие этих схем заключается лишь в том, что в двигателе с независимым возбуждением ток возбуждения можно менять, изменяя величину напряжения на обмотке возбуждения, а в двигателе с параллельным возбуждением – изменяя величину дополнительного сопротивления в цепи обмотки возбуждения. При постоянстве напряжений на обмотках возбуждения все характеристики этих двигателей одинаковы.

В качестве нагрузки двигателей используется электромагнитный тормоз (ЭМТ), состыкованный с концом вала двигателя. Изменение нагрузочного момента производится регулированием тока возбуждения ЭМТ и сопротивления . Схема питания и регулирования ЭМТ на лабораторных установках собрана постоянно.

Измерение скорости вращения производится тахогенератором (ТГ), соединенным с валом двигателя. Напряжение ТГ, пропорциональное скорости, фиксируется вольтметром , градуированным
в об/мин.

Рис. 10.2. Принципиальная схема электроустановки

для исследования двигателя постоянного тока

с параллельным возбуждением

Пуск двигателя производится при включенном пусковом реостате в цепи якоря и при полностью выведенном сопротивлении
в цепи возбуждения.

В настоящее время практически все двигатели параллельного возбуждения снабжаются стабилизирующими обмотками С1С2, включенными последовательно с обмоткой якоря и создающими магнитный поток, действующий согласно с потоком параллельной обмотки. Цель стабилизирующей обмотки – компенсировать продольное размагничивающее действие реакции якоря и повысить устойчивость работы двигателя. МДС стабилизирующей обмотки составляет обычно 10–15 % от МДС обмотки параллельного возбуждения.

1. Скоростные характеристики

Снятие скоростных характеристик при разных способах включения обмоток С1С2 и Ш1Ш2 производится с целью определения согласного или встречного их включения.

Скоростные характеристики снимают следующим образом: изменяя момент на валу двигателя с помощью электромагнитного тормоза ЭМТ, измеряют частоту вращения n для обоих способов при одном и том же токе якоря. Снять 5–6 точек. Данные занести в табл. 10.1.

Т а б л и ц а 10.1

	I_a, А	Вывод о способе включения обмоток
1-й способ	n, об/мин
2-й способ	n, об/мин

Согласованность включения обмоток Ш1Ш2 и проверяется по величине частоты вращения при одном и том же токе якоря нагруженного двигателя. При согласном включении этих обмоток частота вращения двигателя будет меньше.

Все характеристики двигателей снимаются при согласном включении обмоток С1С2 и Ш1Ш2.

2. Рабочие характеристики

Рабочими характеристиками двигателя называются зависимости

где – номинальное напряжение двигателя; – номинальный ток возбуждения – ток, соответствующий номинальной частоте вращения при номинальной нагрузке и номинальном напряжении (должен быть установлен опытным путем); P₁ – потребляемая мощность; M – момент на валу двигателя; n – частота вращения ротора; I_a – ток якоря;
h – коэффициент полезного действия.

Рабочие характеристики следует снимать, начиная с максимальной нагрузки (1,2–1,5 от номинальной, при этом можно ориентироваться по величине момента или тока якоря). Перед началом опыта необходимо рассчитать номинальный момент двигателя, используя паспортные данные машины:

где – мощность, Вт; – частота вращения ротора, об/мин; – мо-мент на валу двигателя, Н×м.

Величины и определяются опытным путем при изменении нагрузочного момента.

Значения , h и рассчитываются для каждой опытной точки по формулам

, , h ,

где – потери на возбуждение (для исследуемого двигателя принять равными 180 Вт).

В ходе опыта примерно через равные интервалы по моменту делают 5–6 замеров соответствующих величин.

Опытные и расчетные данные записывают в табл. 10.2.

Т а б л и ц а 10.2

Опытные данные	Расчетные данные
М, Н×м	n, об/мин	I_a, А	Р₁, Вт	Р₂, Вт	h

3. Регулирование частоты вращения двигателя

изменением тока возбуждения

Этот способ регулирования частоты вращения двигателя наиболее экономичен и технически прост. Изменение тока возбуждения производится изменением либо сопротивления в цепи обмотки возбуждения двигателя с параллельным возбуждением, либо напряжения на обмотке возбуждения двигателя с независимым возбуждением.

Для исследования этого способа регулирования следует снять механические характеристики для двух фиксированных значений тока возбуждения, изменяя величину нагрузочного момента от нуля до номинального (5–6 точек).

Для двигателя с независимым возбуждением рекомендуется принять 0,6I_вни 0,8I_вн(I_вн= 0,8 А), а для двигателя с параллельным возбуждением – 0,8I_вни 0,9I_вн (I_вн= 0,75 А). Данные опыта занести в табл. 10.3.

Т а б л и ц а 10.3

I_в = I_вн, А	I_в = , А	I_в = , А
М, Н×м	n, об/мин	М, Нм	n, об/мин	М, Нм	n, об/мин

Первая колонка этой таблицы (при ) заполняется по данным табл. 10.2.

В этом же опыте следует снять регулировочные характеристики

Они представляют интерес с точки зрения настройки цепи возбуждения двигателя. В учебных целях снимается одна ветвь характеристики, начиная с максимальной нагрузки до холостого хода, изменяя ток возбуждения так, чтобы частота вращения оставалась постоянной. Снимается 4–5 точек. Результаты записываются в табл. 10.4.

Т а б л и ц а 10.4

Опытные данные	Расчет	U = U_н = В n = n_н= об/мин
М, Н×м	I_в, А	I_в, А	Р₂, Вт

4. Регулирование частоты вращения двигателя введением

в цепь якоря дополнительного сопротивления

Для изучения этого способа регулирования следует снять механические характеристики для двух значений сопротивления в цепи якоря при Характеристики снимаются изменением нагрузочного момента от 0 до Опытные данные записать в табл. 10.5.

Т а б л и ц а 10.5

R_д = 0	R_д =... Ом	R_д =... Ом
М, Н×м	n, об/мин	М, Н×м	n, об/мин	М, Н×м	n, об/мин

Первая колонка этой таблицы (при = 0) заполняется по данным табл. 10.2.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒