close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

METOD EL MASh LAB RAB ch 1 11 05 13

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ухтинский государственный технический университет
(УГТУ)
"Электрические машины"
Часть 1
Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине "Электрические машины" для студентов специальности 140604 "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов"
Ухта 2010УДК 621.3(075.8)
С 77
Старцев А.Э. Электрические машины. Часть 1 [Текст]: Методические указания/А.Э. Старцев, Е.В. Бычков, Е.Н. Тетенькин. - Ухта: УГТУ, 2010. - 38с., ил.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплине "Электрические машины" студентами и магистрами учебных специальностей кафедры "Электрификации и автоматизации технологических процессов" Ухтинского государственного технического университета. Магистры: направление 140600 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии". Дипломированные специалисты: направление 140600 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии", специальность 140604 "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов" (ЭАП).
Содержание указаний соответствует учебной рабочей программе.
Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой ЭАТП пр. № 4 от 21.04.2008 г. и рекомендованы к изданию советом специальности 140604.
Рецензент Ягубов З.Х Редактор Тетеревлева Е.В.
В методических указаниях учтены предложения рецензента и редактора.
План 2010 г., позиция 262.
Подписано в печать 17.12.2010 года. Компьютерный набор.
Объем 47 с. Тираж 50 экз. Заказ № 98.
(c)Ухтинский государственный технический университет, 2010 169300, г. Ухта, ул. Первомайская, д.13.
Отдел оперативной полиграфии УГТУ. 169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, д.13.
СОДЕРЖАНИЕ
Описание и технические характеристики электромашинного агрегата4
Лабораторная работа №16
Лабораторная работа №213
Лабораторная работа №319
Лабораторная работа №425
Лабораторная работа №530
Лабораторная работа №635
Описание и технические характеристики электромашинного агрегата
Электромашинный агрегат предназначен для электромеханического преобразования энергии. Он включает спаренные между собой и установленные на едином основании: - машину постоянного тока; машину переменного тока; преобразователь угловых перемещений.
Концы обмоток машин постоянного и переменного тока выведены через гнезда на терминальные панели, прикрепленные к их корпусам. Машина переменного тока снабжена термоконтактом, размыкающимся при нагреве машины выше 70°С. Концы термоконтакта через гнезда выведены на терминальную панель машины переменного тока и используются в схеме тепловой защиты машины переменного тока. Направление вращения электромашинного агрегата - любое.
Машина постоянного тока (тип 101.1)
Номинальная мощность, Вт90
Номинальное напряжение якоря, В220
Номинальный тока якоря, А0,56
Номинальная частота вращения, мин -1 1500
Возбуждение независимое или параллельное
Номинальное напряжение возбуждения, В220
КПД, %64
Направление вращениялюбое
Масса, кг3
Машина переменного тока (тип 102.1)
Число фаз на статоре3
Число фаз на роторе3
Как синхронная машина
Номинальная активная мощность, Вт50
Номинальное напряжение, В 230
Схема соединения обмоток статора
cos φн1
Номинальный ток статора, А0,13
Ток возбуждения холостого хода, А1,6
Номинальное напряжение возбуждения, В22
Номинальный ток возбуждения, А1,85
Направление вращениялюбое
Номинальная частота вращения, мин -11500
Как асинхронная машина
Частота тока, Гц 50
Номинальная полезная активная мощность, Вт30
Преобразователь угловых перемещений (тип 104)
Тип BE178A5
Количество выходных каналов.6
Выходные сигналысерия импульсов
опорный импульс
Число импульсов за оборот в серии 1000
Пределы изменения рабочих частот вращения вала, мин -10... 6000
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
1. Цель работы: закрепить основные теоретические положения по трансформаторам, привить студентам навыки самостоятельного выполнения экспериментальных исследований и на их основе развить умение анализировать процессы, происходящие в трансформаторе.
2. Выполнение работы:
2.1 Опыт холостого хода однофазного трансформатора.
Перечень аппаратуры:
Обозначение НаименованиеТип ПараметрыG1Трехфазный источник питания201.2 400 В ~; 16 АА1Трёхфазная трансформаторная группа347.1 3x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127,115 ВА2Регулируемый автотрансформатор318 220/0...250В;2АР2Измеритель мощностей507.2 0...600ВА; 600 ВР1.1-Р1.3Мультиметр509.20...1000 В; 0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Первичная обмотка одного из трансформаторов блока A1 через гнезда "А" и "X" соединена с вторичной обмоткой автотрансформатора А2.
Напряжения на выводах и ток первичной обмотки трансформатора можно измерять мультиметрами Р1.1 и 1,2, включенными соответственно по схемам вольтметра и амперметра.
Указания по проведению эксперимента:
* Соедините гнездо защитного заземления " " блока А1 с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой.
* Регулировочную рукоятку автотрансформатора А2 поверните против часовой стрелки до упора.
* Включите питание автотрансформатора А2 и блока Р2.
* Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А2, установите напряжение, прикладываемое к первичной обмотке испытуемого трансформатора, равным 230 В.
* Снимите показания приборов и занесите результаты измерения в таблицу 1.1.
* По завершении эксперимента отключите источник G1.
Таблица 1.1
№ п/п Данные опыта Результаты расчета U1I1, 0ΔPХХU2cos φХI1,0 аI1,0 рi0Ктр.Ктр.ср. ВАВтВ-АА%- -1115 2 3 4 5 6230 7240 2.2 Опыт короткого замыкания однофазного трансформатора.
Перечень аппаратуры:
Обозначение Наименование Тип ПараметрыG1Трехфазный источник питания201.2 400 В ~; 16 АА1Трёхфазная трансформаторная группа347.1 3x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127,115 ВА2Регулируемый автотрансформатор318 220/0...250В;2АР2Измеритель мощностей507.2 0...600ВА; 600 ВР1.1-Р1.3Мультиметр509.20...1000 В; 0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Первичная обмотка одного из трансформаторов блока А1 через гнезда "A" и "X" соединена с вторичной обмоткой автотрансформатора А2. Вторичная обмотка испытуемого трансформатора замкнута накоротко. Напряжения на выводах и ток первичной обмотки трансформатора можно измерять мультиметрами Р1.1 и Р1.2, включенными соответственно по схемам вольтметра и амперметра.
Указания по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что источник питания G1 отключен от электрической сети.
* Соедините гнездо защитного заземления " " блока А1 с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой.
* Регулировочную рукоятку автотрансформатора А2 поверните против часовой стрелки до упора.
* Включите питание автотрансформатора А2 и блока Р2.
* Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А2, установите ток в первичной обмотке испытуемого трансформатора, равным 0,35 А. * Снимите показания приборов и занесите результаты измерения в таблицу 1.3.
* По завершении эксперимента отключите источник G1.
* Вычислите относительное значение напряжения короткого замыкания трансформатора по формуле:
uК = (UК/230) ∙100, %
Таблица 1.3
№ п/п Данные опыта Результаты расчета UКI1КΔPКI2Кcos φ КzКrКxКuКuК, а.uК, р. ВАВтА-ОмОмОм%%%1 0.22 3 4 5 6 0.357 0.40 2.3 Определение внешней характеристики U2=f(I2) однофазного трансформатора.
Перечень аппаратуры:
Обозначение Наименование Тип ПараметрыG1Трехфазный источник питания201.2400 В ~; 16 АА1Трёхфазная трансформаторная группа347.13x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127,115 ВА2Активная нагрузка306.13x0...50 Вт; 220/380 ВР1.1.Р1.2Мультиметр509.20...1000 В; 0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Гнезда "А" и "X" одного из трансформаторов блока А1 соединены соответственно с гнездами "LI" "N" источника питания G1. Гнезда "а" и "х" того же трансформатора соединены с гнездами фаз активной нагрузки А2. Выходные напряжение и ток трансформатора можно измерять мультиметрами Р1.1 и Р1.2, включенными соответственно по схемам вольтметра и амперметра.
Указания по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что источник питания G1 отключен от электрической сети.
* Соедините гнездо защитного заземления " " блока А1 с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой.
* Установите регулировочные рукоятки переключателей активной нагрузки А2 в положение "0".
* Включите источник G1.
* Перемещая регулировочные рукоятки активной нагрузки А2 по часовой стрелке, занесите показания вольтметра Р1,1 и амперметра Р1.2 в таблицу 1.2.
Таблица 1.2
I2, A U2, B * По завершении эксперимента отключите источник G1.
* Постройте характеристику U2 = f(I2).
Контрольные вопросы. 1. Объясните устройство и принцип действия трансформатора.
2. Нарисуйте Т-образную схему замещения трансформатора.
3. Какие виды потерь выделяют в трансформаторе?
4. Что такое коэффициент трансформации и как его определить опытным путем?
5. Схема проведения опыта х.х. трансформатора. Схема замещения трансформатора в опыте х.х.
6. Почему с увеличением первичного напряжения при опыте x.x. уменьшается коэффициент мощности трансформатора?
7. Объясните характер зависимостей I1,0= f (U1), ΔPXX = f (U1), cos φ1,0 = f (U1),
8. Схема проведения опыта к.з. трансформатора. Схема замещения трансформатора в опыте к.з.
9. Объясните характер зависимостей I1К = f (UК), ΔPК = f (UК), cos φ К = f (UК),
10. Почему при опыте к.з. ток в первичной обмотке достигает номинального значения при напряжении в несколько раз меньшем номинального?
11. Почему при нагрузке КПД трансформатора уменьшается? При каком условии КПД трансформатора максимален?
12. Как влияет характер нагрузки трансформатора на величину напряжения во вторичной обмотке?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ГРУППЫ
ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
1. Цель работы: закрепить основные теоретические положения по трансформаторам, привить студентам навыки самостоятельного выполнения экспериментальных исследований и на их основе развить умение анализировать процессы, происходящие в трансформаторе.
2.Выполнение работы:
2.1 Определение группы соединения обмоток трехфазного трансформатора.
Перечень аппаратуры:
Обозначение Наименование Тип ПараметрыG1Трехфазный источник питания201.2400 В ~; 16 АА1Трёхфазная трансформаторная группа347.13x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127ВА2Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения401.13 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 ВA3Коннектор3308 аналог, диф. входа; 8 цифр, входов/ выходовА4Персональный компьютер550IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E Описание электрической схемы соединений:
Три однофазные трансформатора блока А1 соединены в трехфазный трансформатор Y/. Выводы первичной обмотки Y присоединены к гнездам "LI", "L2" и "L3" источника питания G1.
Первичные обмотки двух трансформаторов напряжения блока А2 соединены с гнездами одноименных фаз первичной и вторичной обмоток испытуемого трансформатора. Вторичные обмотки трансформаторов напряжения присоединены к дифференциальным аналоговым входам АСН0-АСН1 и АСН2-АСНЗ коннектора, который, в свою очередь, посредством ленточного провода присоединен к плате сбора данных компьютера А4.
Электрическая схема соединений:
Указания по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что источник питания G1 отключен от электрической сети.
* Соедините гнездо защитного заземления " " блоков А1 и А2 с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой.
* Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А4, * Войдите в каталог С:\Программноеобеспечение учебного лабораторного комплекса "Электрические машины" \ Осциллографы и вызовите прикладную программу " Многоканальный записывающий осциллограф".
* Используя возможности программы " Многоканальный записывающий осциллограф ", введите список используемых каналов (2, 0) и установите продолжительность записи регистрируемого процесса.
* Включите автоматические выключатели и устройство защитного отключения источника G1.
* Включите ключ-выключатель источника G1.
* Нажмите кнопку "Вкл" источника G1.
* Тумблер режима работы выключателя А5 установите в положение "Ручн.".
* Запустите программу "Многоканальный записывающий осциллограф" и сразу после окончания ее работы отключите источник G1.
* Используя возможности программы "Многоканальный записывающий осциллограф", определите взаимный фазовый сдвиг зарегистрированных напряжений и по нему установите группу соединения обмоток трехфазного трансформатора.
2.2 Подтверждение недопустимости параллельной работы трансформаторов с различными группами соединения обмоток.
Перечень аппаратуры:
Обозначение Наименование Тип ПараметрыG1Трехфазный источник питания201.2400 В ~;16 АА1, А2Трёхфазная трансформаторная группа347.1
347.23x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127ВР1.1, Р1.2Мультиметр509.20...1000 В; 0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Однофазные трансформаторы блоков A1 и А2 соединены в трехфазные схемы с группами соединения обмоток Y/Y-0 и Y/-11. Их одноименные выводы "А", "В" и "С" присоединены к гнездам "LI", "L2" и "L3" источника питания G1. Одноименные выводы "а" и "в" трансформаторов замкнуты между собой посредством мультиметров, включенных по схеме вольтметра. Выводы "с" соединены друг с другом непосредственно.
Электрическая схема соединений:
Указания по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что источник питания G1 отключен от электрической сети.
* Соедините гнездо защитного заземления " " блоков А1 и А2 с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой.
* Переключателями номинальных напряжений блоков А1 и А2 установите коэффициенты трансформации соответственно 230/127 В и 230/230 В. Включите источник G1.
* С помощью вольтметров P1.1 и P1.2 измерьте напряжения U1 и U2. * Отключите источник G1.
* Рассчитайте ожидаемую кратность (по отношению к номинальному току трансформаторов) уравнительного тока при параллельной работе испытуемых трехфазных трансформаторов с данными группами соединения обмоток по формуле:
где - напряжение короткого замыкания трансформаторов, %.
* По величине уравнительного тока сделайте вывод о недопустимости параллельной работы трансформаторов с различными группами соединения обмоток.
2.3 Определение величины уравнительного тока параллельно включенных трехфазных трансформаторов, вызванного неравенством их коэффициентов трансформации.
Перечень аппаратуры:
ОбозначениеНаименованиеТипПараметрыG1Трехфазный источник питания201.2400 В ~;16 АА1, А2Трёхфазная трансформаторная группа347.1
347.23x80 ВА; 230В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 ВР1.1, Р1.2Мультиметр509.20...1000 В; 0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Однофазные трансформаторы блоков А1 и А2 соединены в трехфазные схемы с группой соединения обмоток Y/Y-0. Их одноименные выводы "А", "В" и "С" присоединены к гнездам "LI", "L2" и "L3" источника питания G1. Одноименные выводы "а" трансформаторов замкнуты между собой посредством мультиметра P1.1, включенного по схеме амперметра. Одноименные выводы "в" и "с" соединены друг с другом непосредственно.
Уравнительный ток трансформаторов можно измерять мультиметром Р1.1.
Указания по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что источник питания G1 отключен от электрической сети.
* Соедините гнездо защитного заземления " "блоков А1и А2 с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой.
* Переключателями номинальных напряжений блоков А1 и А2 установите коэффициенты трансформации соответственно 230/230 В и 230/220 В.
* Включите источник G1.
* С помощью амперметра Р1.1 измерьте уравнительный ток, вызванный неравенством коэффициентов трансформации. Сделайте вывод о его допустимости/недопустимости при параллельной работе трансформаторов
* Отключите источник G1.
Электрическая схема соединений:
Контрольные вопросы.
1. C какой целью применяют параллельную работу трансформаторов?
2. Каковы условия включения трансформаторов на параллельную работу?
3. Почему не допускается включение на параллельную работу трансформаторов с разными группами соединения, даже при одинаковых вторичных напряжениях?
4. Каковы допуски на различие коэффициентов трансформации и напряжений к.з. для трансформаторов, включаемых на параллельную работу?
5. Что такое фазировка трансформаторов, для чего и как она выполняется?
6. От чего зависит распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
1. Цель работы: исследовать генератор постоянного тока, определить характеристики холостого хода Еа=f(If), внешнюю U=f(Ia), регулировочную If=f(Ia) и нагрузочную U=f(If) характеристики. 2. Выполнение работы: Перечень аппаратуры:
Обозначение
Наименование
Тип
Параметры
G1
Трехфазный источник питания
201.2
400 В ~; 16 А
G2
Источник питания двигателя постоянного тока
206.1
0...250В-
3 А (якорь)
200 В -; 1 А (возбуждение)
G3
Возбудитель машины переменного тока
209.2
0...40В-; 3,5А
G4
Машина постоянного тока
101.1
90 Вт; 220 В
0,56 А (якорь);
220 В (возбуждение)
G5
Преобразователь угловых перемещений
104
0... 6000 мин-1
Ml
Машина переменного тока
102.1
50 Вт; 230 В ~;
1500 мин-1
А1
Трёхфазная трансформаторная группа
347.1
3x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127,115 ВА2, А5
Трехполюсный выключатель
301
400 В ~; 10 А
A3
Реостат для цепи ротора машины переменного тока
307
3 х 0...40 Ом; 1 А
А4
Активная нагрузка
306.1
3x0... 50 Вт;
220/380 В
PI
Указатель частоты вращения
506.2
-2000... 0... 2000 мин-1
Р2.1...Р2.3
Мультиметр
509.2
0...1000 В;
0...10 А
Описание электрической схемы соединений:
Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как генератор G4 с независимым возбуждением, присоединена к регулируемому выходу "ЯКОРЬ" источника G2, вход питания которого, в свою очередь, присоединен с помощью электрического шнура к розетке "380 В ~" трехфазного источника G1. Якорная цепь генератора G4 присоединена к нагрузке А4.
Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как синхронный двигатель Ml, через гнезда "Fl", "F3" присоединена к выходу возбудителя G3, который, в свою очередь, присоединен с помощью электрического шнура к розетке "220 В ~" трехфазного источника G1. Кроме того, обмотка ротора через гнезда "Fl", "F2", "F3" и выключатель А5 присоединена к реостату A3.
Фазы статорной обмотки двигателя Ml через выключатель А2 и трёхфазную трансформаторную группу А1, соединённую по схеме Y / Y с напряжениями 230 / 400 В, присоединены к выходу трехфазного источника G1.
Частоту вращения генератора G4 можно контролировать с помощью указателя Р1, соединенного с выходом преобразователя угловых перемещений G5.
Указание по проведению экспериментов:
2.1 Определение характеристики холостого хода Еа=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением.
* Убедитесь,чтоустройства,используемыевэксперименте,отключеныотсети электропитания.
* Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока. (приложение 1)
* Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
* Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А2 и А5 установите в положение "РУЧН.".
* Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
* Установите переключателем в блоке А1 номинальные напряжения: вторичной обмотки трансформаторов -127 В.
* Включите "СЕТЬ" выключателя А5.
* Включите выключатель А5 кнопкой "ВКЛ".
* Установите в каждой фазе реостата A3 сопротивление 8 Ом.
* Разомкнуть цепь амперметра Р2.3 (блокА4 и амперметр Р2.3 используется в следующем опыте).
* Включите источник G1.0 наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
* Осуществите асинхронный пуск двигателя Ml включением выключателя А2.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
* Регулировочной рукояткой возбудителя G3 установите ток возбуждения, достаточный для перехода двигателя Ml из асинхронного в синхронный режим работы с сетью.
* Отключите выключатель А5 кнопкой "ОТКЛ".
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.
* Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте ток возбуждения генератора G4 и заносите показания амперметра Р2.1 и вольтметра Р2.2 в таблицу 1.4.
Таблица 1.4
If, A
Еа,В
* По завершении эксперимента сначала у источника G2, а затем у возбудителя G3 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А2 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку - гриб, и последующим отключением ключа - выключателя. * Постройте характеристику Еа - f (If).
2.2 Определение внешней U=f(Ia), регулировочной If=f(Ia) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением.
* Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
* Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.
* Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
* Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А2 и А5 установите в положение "РУЧН.".
* Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
* Установите в каждой фазе реостата A3 сопротивление 8 Ом.
* Регулировочные рукоятки нагрузки А4 поверните против часовой стрелки до упора (в положение "0").
* Установите переключателем в блоке А1 номинальные напряжения: вторичной обмотки трансформаторов - 127 В.
* Включите "СЕТЬ" выключателя А5.
* Включите выключатель А5 кнопкой "ВКЛ".
* Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
* Осуществите асинхронный пуск двигателя Ml включением выключателя А2.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
* Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3 установите ток возбуждения, достаточный для перехода двигателя Ml из асинхронного в синхронный режим работы с сетью.
* Отключите выключатель А5 кнопкой "ОТКЛ".
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.
* Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите и не меняйте ток возбуждения If генератора G4, при котором напряжение U на его якоре составит, например, 140 В.
* Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А4, изменяйте ток якоря Iа генератора G4 и заносите показания вольтметра Р2.2 и амперметра Р2.3 в таблицу 1.5.
Таблица 1.5.
Iа, А
U, B
* Верните регулировочные рукоятки нагрузки А4 в положение "0".
* Установите путем регулирования тока возбуждения If напряжение U якоря генератора равным, например, 130 В.
* Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А4 по часовой стрелке и поддерживая напряжение U якоря равным 130 В, путем регулирования тока возбуждения If, изменяйте ток Iа якоря генератора и заносите показания амперметров Р2.1 и Р2.3 в таблицу 1.6.
Таблица 1.6.
Iа, А
If, A
* Меняя положение регулировочных рукояток нагрузки А4 и поддерживая ток якоря Iа на заданном уровне, например равным 0,3 А, путем регулирования тока возбуждения If, изменяйте напряжение U якоря и заносите показания вольтметра Р2.2 и амперметра Р2.1 в таблицу 1.7.
Таблица 1.7.
If, A
U, B
* По завершении эксперимента сначала у источника G2, а затем у возбудителя G3 поверните регулировочные рукоятки против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А2 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку - гриб, и последующим отключением ключа - выключателя. * Постройте:
1. -внешнюю характеристику U = f (Ia) при n = const, If = const (табл. 1.5);
2. -регулировочную характеристику If = f (Ia) при n = const, U = const(табл. 1.6);
3. -нагрузочную характеристику U = f (If) при n = const, Ia = const (табл. 1.7).
Контрольные вопросы. 1. Какие способы возбуждения применяют в генераторах постоянного тока?
2. Объясните устройство и принцип действия генератора постоянного тока.
3. Что такое реакция якоря в машинах постоянного тока? Перечислите способы компенсации реакции якоря.
4. Дайте определение характеристики холостого хода генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.
5. Дайте определение нагрузочной характеристики генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.
6. Дайте определение внешней характеристики генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.
7. Дайте определение регулировочной характеристики генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.
8. Какими исходными данными необходимо располагать для построения характеристического треугольника?
9. Почему нагрузочная характеристика располагается ниже характеристики х.х.?
10. Почему ветви регулировочной характеристики, снятые при намагничивании и размагничивании генератора, не совпадают? Какая из них располагается выше?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
1. Цель работы: исследовать двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, определить электромеханические характеристики n=f (Ia), n=f (U), n=f (If).
2. Выполнение работы.
Перечень аппаратуры:
Обозначение
Наименование
Тип
Параметры
G1
Трехфазный источник питания
201.2
400 В ~; 16 А
G2Источник питания двигателя постоянного тока
206.1
0...250В-3 А (якорь) 200 В - 1 А (возбуждение)G3
Возбудитель машины переменного тока
209.2
0... 40 В; 3,5 А
G4
Машина переменного тока
102.1 200 Вт; 230 В ~;
1500 мин-1
G5
Преобразователь угловых перемещений
104
0... 6000 мин-1
Ml
Машина постоянного тока
101.1 90 Вт; 220 В
0,56 А (якорь);
220 В (возбуждение)
А1
Реостат возбуждения машины постоянного тока
308.1 0... 200 Ом;
0,1. -.0,5 А
А2
Активная нагрузка
306.1
3x0. ..50 Вт;
220/380 В
PI
Указатель частоты вращения
506.2
-2000... 0... 2000 мин-1
Р2.1
Мультиметр
509.2
0...1000 В;
0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как двигатель Ml с независимым возбуждением, присоединена через реостат А1 к нерегулируемому выходу "ВОЗБУЖДЕНИЕ" источника G2. К регулируемому выходу "ЯКОРЬ" источника присоединена якорная цепь машины. Вход питания источника G2 присоединен с помощью электрического шнура к розетке "380 В ~" трехфазного источника G1.
Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как генератор G4, через гнезда "Fl", "F3" присоединена к выходу возбудителя G3, вход питания которого присоединен с помощью электрического шнура к розетке "220 В ~" трехфазного источника G1.
Фазы статорной обмотки генератора G4 присоединены к активной нагрузке А2.
Частоту вращения двигателя Ml можно контролировать с помощью указателя Р1, соединенного с выходом преобразователя угловых перемещений G5.
Ток возбуждения If, напряжение U и ток Iа якоря двигателя Ml можно измерять соответственно мультиметром Р2.1, вольтметром и амперметром источника G2.
Указание по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
* Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (приложение 1).
* Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
* Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 переведите в положение "РУЧН.".
* Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
* Поверните регулировочную рукоятку реостата А1 против часовой стрелки до упора.
* Установите регулировочные рукоятки активной нагрузки А2 в положение "100%".
* Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.
* Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите напряжение якоря U двигателя Ml, например, равным 220 В.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
* Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря Iа двигателя Ml и заносите показания амперметра источника G2 и указателя Р1 в таблицу 1.8.
Таблица 1.8
Iа, А
n, мин-1
* Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора. * Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте напряжение U двигателя Ml, поддерживая неизменным, например равным 0,3А, ток якоря Iа путем вращения регулировочной рукоятки возбудителя G3, и заносите показания вольтметра источника G2 и указателя Р1 в таблицу 1.9.
Таблица 1.9.
U, B n, мин-1
* Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора. * Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите напряжение U двигателя Ml, например, равным 220 В.
* Вращая регулировочную рукоятку реостата А1 изменяйте ток возбуждения If двигателя Ml, поддерживая неизменным, например равным 0,3 А, ток якоря Iа путем вращения регулировочной рукоятки возбудителя G3, и заносите показания амперметра Р2.1 и указателя Р1 в таблицу 1.10.
Таблица 1.10.
If, A
n, мин-1 * По завершении эксперимента сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ."и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку - гриб, и последующим отключением ключа - выключателя. * Постройте электромеханические характеристики двигателя Ml:
1. n=f(Ia) при U=const, If=const (табл. 1.8);
2. n=f(U) при Ia =const, If=const (табл. 1.9);
3. n=f(If) при U=const, Ia=const (табл. 1.10).
Контрольные вопросы. 1. Какие способы регулирования частоты вращения возможны в двигателях независимого возбуждения?
2. Запишите уравнение электрического равновесия двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
3. Запишите уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
4. Изобразите семейство механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при изменении напряжения, подводимого к обмотке якоря.
5. Изобразите семейство механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при изменении сопротивления якорной цепи двигателя.
6. Изобразите семейство механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при изменении тока возбуждения двигателя.
7. Чем объясняются особые свойства двигателей независимого возбуждения по сравнению с двигателями параллельного возбуждения?
8. Для привода каких механизмов в основном применяются двигатели независимого возбуждения?
9. С какой целью при пуске двигателя независимого возбуждения в цепь якоря вводится добавочное сопротивление?
10. Как осуществить реверс двигателя постоянного тока с независимым возбуждением?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
1. Цель работы: исследовать генератор постоянного тока с параллельным возбуждением, определить внешнюю U = f (Ia), регулировочную If = f (Ia), нагрузочную U = f (If) характеристики.
2. Выполнение работы.
Перечень аппаратуры:
Обозначение
Наименование
Тип
Параметры
G1
Трехфазный источник питания
201.2
400 В ~; 16 А
G2
Машина постоянного тока
101.1 90 Вт; 220 В
0,56 А (якорь)
220 В; 0,7А (возбуждение)
G3
Возбудитель машины переменного тока
209.2
0... 40 В; 3,5 А
G4
Преобразователь угловых перемещений
104
0... 6000 мин-1
Ml
Машина переменного тока
102.1 50 Вт; 230 В ~;
1500 мин-1
А1
Трёхфазная трансформаторная группа
347.1
3x80 В·А;
230 В/240,230, 220, 133, 127В
А2, А6
Трехполюсный выключатель
301
400 В ~; 10 А
A3
Реостат для цепи ротора машины переменного тока
307.1
3 х0...400м; 1 А
А4
Реостат возбуждения машины постоянного тока
308.1
0... 2000 Ом;
0,1. ..0,5 А
А5
Активная нагрузка
306.1
3x0. ..50 Вт;
220/3 80 В
Р1
Указатель частоты вращения
506.2
-2000... 0... 2000 мин-1
Р2.1...Р2.3
Мультиметр
509.2
0...1000 В;
0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как генератор G2 с параллельным возбуждением, через реостат А4 присоединена параллельно к якорной цепи, которая, в свою очередь, подключена к нагрузке А5.
Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как синхронный двигатель Ml, через гнезда "Fl", "F3" присоединена к выходу возбудителя G3, который, в свою очередь, присоединен с помощью электрического шнура к розетке "220 В ~" трехфазного источника G1. Кроме того, обмотка ротора через гнезда "Fl", "F2", "F3" и выключатель А6 присоединена к реостату A3.
Фазы статорной обмотки двигателя Ml через выключатель А2 и трёхфазную трансформаторную группу, соединённую в трехфазную группу по схеме Y / Y с напряжениями 230 / 400 В, присоединены к выходу трехфазного источника G1.
Частоту вращения генератора G2 можно контролировать с помощью указателя Р1, соединенного с выходом преобразователя угловых перемещений G5.
Ток возбуждения If, напряжение U и ток Iа якоря генератора G2 можно измерять мультиметрами Р2.1, Р2.2 и Р2.3.
Указание по проведению эксперимента:
* Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
* Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (приложение 1).
* Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
* Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А2, А6 переведите в положение "РУЧН.".
* Регулировочную рукоятку возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
* Установите в каждой фазе реостата A3 сопротивление 8 Ом.
* Регулировочную рукоятку реостата А4 поверните по часовой стрелке до упора.
* Регулировочные рукоятки нагрузки А5 поверните против часовой стрелки до упора (в положение "0").
* Установите переключателем в блоке А1 номинальные напряжения: вторичной обмотки трансформаторов - 127 В.
* Включите "СЕТЬ" выключателя А6.
* Включите выключатель А6 кнопкой "ВКЛ".
* Включите источник G1.0 наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
* Осуществите асинхронный пуск двигателя Ml включением выключателя А2.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
* Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите ток возбуждения, достаточный для перехода двигателя Ml из асинхронного в синхронный режим работы с сетью.
* Отключите выключатель А6 кнопкой "ОТКЛ".
* Вращая регулировочную рукоятку реостата А4, установите и в течение всего опыта поддерживайте неизменным ток возбуждения If генератора G2, например, равным 0,15 А не меняйте определённое сопротивление rf.
* Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А5, изменяйте ток якоря Iа генератора G2 и заносите показания вольтметра Р2.2 и амперметра Р2.3 в таблицу 1.11.
Таблица 1.11
Ia,А
U, B
* Верните регулировочные рукоятки нагрузки А5 в положение "0".
* Вращая регулировочную рукоятку реостата А4, установите и в течение всего опыта поддерживайте неизменным напряжение U якорной обмотки генератора G2, равным, например, 200 В.
* Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А5, изменяйте ток якоря Iа генератора G2 и заносите показания амперметров Р2.1 и Р2.3 в таблицу 1.12.
Таблица 1.12
If, АIa, A * Меняя положение регулировочных рукояток нагрузки А5 и поддерживая ток якоря Iа на заданном уровне, например, равным 0,3 А путем регулирования тока возбуждения If с помощью реостата А4, изменяйте напряжение U якоря и заносите показания вольтметра Р2.2 и амперметра Р2.1 в таблицу 1.13.
Таблица 1.13
If, A
U, B
* По завершении эксперимента у возбудителя G3 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А2 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку - гриб, и последующим отключением ключа - выключателя. * Постройте:
- внешнюю характеристику U = f (Ia) при n = const, n = const (табл. 1.11.);
- регулировочную характеристику If = f (Ia) при n = const, U = const (табл. 1.12.);
- нагрузочную характеристику U = f (If) при n = const, Ia = const (табл. 1.13.).
Контрольные вопросы
1. Каковы условия, необходимые для процесса самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения?
2. Какое условие самовозбуждения нарушено, если при замыкании цепи возбуждения ЭДС генератора уменьшается до нуля?
3. Что представляет собой характеристика самовозбуждения ?
4. Что такое критическая частота вращения?
5. Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения имеет более падающий вид, чем внешняя характеристика генератора независимого возбуждения
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
1. Цель работы: исследовать двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, определить электромеханические характеристики n=f (Ia), n=f (U), n=f (If).
2. Выполнение работы.
Перечень аппаратуры:
ОбозначениеНаименованиеТипПараметрыG1Трехфазный источник питания 201.2400 В -; 16 АG2Источник питания двигателя постоянного тока206.10...250В-
3 А(якорь)
200 В -; 1 А (возбуждение)G3Возбудитель машины переменного тока209.20...40В;3,5АG4Машина переменного тока102.150 Вт; 230 В -; 1500 мин-1G5Преобразователь угловых перемещений1040...6000 мин-1MlМашина постоянного тока101.190 Вт; 220 В 0,56 А (якорь) 220 В; 0,7А (возбуждение)А1Реостат возбуждения машины постоянного тока308.10...2000 Ом; 0,1...0,5 АА2Активная нагрузка306.13x0...50 Вт; 220/380 ВP1Указатель частоты вращения506.2-2000... 0... 2000 мин-1
Р2.1..Р2.2Мультиметр509.20...1000 В;
0...10 А Описание электрической схемы соединений:
Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как двигатель Ml с параллельным возбуждением, присоединена через реостат А1 к регулируемому выходу "ЯКОРЬ" источника G2. К этому же выходу присоединена якорная цепь машины. Вход питания источника G2 присоединен с помощью электрического шнура к розетке "380 В~ " трехфазного источника G1.
Обмотка ротора машины переменного тока, используемой как синхронный генератор G4, через гнезда "Fl", "F3" присоединена к выходу возбудителя G3, вход питания которого присоединен с помощью электрического шнура к розетке "220 В ~" трехфазного источника G1.
Фазы статорной обмотки генератора G4 присоединены к активной нагрузке А2.
Частоту вращения двигателя Ml можно контролировать с помощью указателя Р1, соединенного с выходом преобразователя угловых перемещений G5.
Ток возбуждения If, и ток якоря 1а двигателя Ml можно измерять мультиметрами Р2.1 и Р2.2, напряжение U - вольтметром источника G2.
Указание по проведению эксперимента:
* Убедитесь,чтоустройства,используемыевэксперименте,отключеныотсети электропитания.
* Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (приложение 1).
* Соедините гнезда защитного заземления " "устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.
* Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
* Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 переведите в положение "РУЧН.".
* Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
* Поверните регулировочную рукоятку реостата А1 против часовой стрелки до упора.
* Установите регулировочные рукоятки активной нагрузки А2 в положение "100%".
* Включите источник G1.0 наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.
* Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель Ml, установите и в опыте поддерживайте напряжение на нем неизменным, например, равным 200 В.
* Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
* Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря Iа двигателя Ml и заносите показания амперметра Р2.2 и указателя Р1 в таблицу 1.14.
Таблица 1.14
Ia, А
n , мин--1
* Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте напряжение U двигателя Ml, поддерживая неизменным, например равным 0,3 А, ток якоря Iа путем вращения регулировочной рукоятки возбудителя G3, и заносите показания вольтметра источника G2 и указателя Р1 в таблицу 1.15.
U, В
n, мин--1
Таблица 1.15
* Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора.
* Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите напряжение U двигателя Ml равным, например, 220 В и поддерживайте его в ходе опыта.
* Вращая регулировочную рукоятку реостата А1 изменяйте ток возбуждения If двигателя Ml, поддерживая неизменным и равным, например 0,3 А, ток якоря Iа путем вращения регулировочной рукоятки возбудителя G3, и заносите показания амперметра Р2.1 и указателя Р1 в таблицу 1.16.
Таблица 1.16
If, A
n, мин--1
* По завершении эксперимента сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку - гриб, и последующим отключением ключа - выключателя. Постройте электромеханические характеристики двигателя Ml:
- n = f (Ia) при U = const, If = const (табл. 1.14);
- n = f ( U ) при Iа = const, If = const (табл. 1.15);
- n = f (If) при U = const, Ia = const (табл. 1.16).
Контрольные вопросы. 1. Что представляют собой рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения?
2. Какие способы регулирования частоты вращения возможны в двигателях параллельного возбуждения?
3. Чем объясняются особые свойства двигателей параллельного возбуждения по сравнению с двигателями независимого возбуждения?
4. Для привода каких механизмов в основном применяются двигатели параллельного возбуждения?
5. С какой целью при пуске двигателя параллельного возбуждения в цепь якоря вводится добавочное сопротивление?
6. Что представляют собой механические характеристики двигателя параллельного возбуждения, запишите их уравнения.
3
2
12
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
84
Размер файла
2 784 Кб
Теги
masha, lab, metod, rab
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа