Исследование рабочих характеристик

Опыт проводить по схеме (рисунок 7.7) в следующей последовательности:

Включить автоматический выключатель «СЕТЬ».

Включить выключатель SA1.

Для включения обмотки статора двигателя М2 по схеме «треугольник» установить переключатель SА3 в положение «Включено».

Установить режим работы Инвертора:

- независимое управление – положение «Включено»;

- U/f=const – положение «Выключено»;

- с помощью регулятора «Задание напряжения» установить значение 0 Вольт (контролировать по вольтметру PV4).

Включить выключатель ШИП2 в положение «Включено».

С помощью регулятора «Задание тока» установить номинальное значение тока возбуждения двигателя М3.

Установить режим работы ШИП1: положение «Отключить замкнутую СУ», «Задание скорости», «Двигательный режим».

Установить регулятор «Задание» в крайнее положение, соответствующее значению скорости равное нулю.

Включить ШИП1 – тумблер в положение «Вкл»;

Плавно увеличить напряжение на якоре двигателя М3 до номинального значения U=220В и поддерживать его постоянным в течение всего опыта (контролировать по вольтметру PV4).

Чтобы создать механическую нагрузку на валу исследуемого двигателя М3, нужно подключить двигатель М2 к выходу Инвертора, который работает в генераторном режиме, нажав кнопку SВ1.

При помощи регулятора «Задание напряжения» плавно увеличивая напряжение на статоре АД увеличить механическую нагрузку на валу исследуемого двигателя М3 до значения тока I_a=1,2I_ном. Затем плавно разгружают двигатель до значения тока I_a=0, уменьшая напряжение на статоре АД, снять 5 значений тока и напряжения в цепи якоря двигателя М3. Данные опыта занести в таблицу 7.3.

Завершив эксперимент, необходимо:

- уменьшить напряжение на выходе Инвертора до нуля (контролировать по прибору PV4);

- отключить двигатель М2, нажав кнопку SB2.

- установить регулятор «Задание» в крайнее положение, соответствующее значению скорости равное нулю.

- выключить ШИП1 - тумблер в положение «Выкл»;

- выключить ШИП2 – тумблер в положение «Выкл»;

- выключить выключатель SA1.

Выключить автоматический выключатель «СЕТЬ».

Таблица 7.3

Рабочие характеристики

№

Измерено

Вычислено

Iа А

U В

ω рад/с

n об/мин

Δnном%

P1 Вт

PЭа Вт

PЭщ Вт

Pэм Вт

Pд Вт

P2 Вт

h

Mэм Н×м

M2 Н×м

По опытным данным построить в одной системе координат рабочие характеристики: I_а , P₁ , n, М, h=f(P₂).

Величины n, М, Р₂ и h определяют по формулам:

Номинальное изменение скорости вращения Δn_ном% определить по формуле(7.22).

Мощность Р₁ (электрическая мощность или подводимая мощность) определить по формуле(7.9).

Электрические потери в цепи якоря определить по формуле (7.6).

Электрические потери в контакте щеток определить по формуле (7.8).

Электромагнитную мощность Р_ЭМ определить по формуле (7.1).

Согласно ГОСТ, для двигателей без компенсационной обмотки значение добавочных потерь Р_д принимают равным 1% от подводимой мощности:

, Вт; (7.34)

Полезная механическая мощность на валу двигателя:

, Вт; (7.35)

КПД

, [%]; (7.36)

Электромагнитный момент двигателя:

, Н·м; (7.37)

Момент на валу

, Н·м. (7.38)

По расчетным данным построить следующие характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

1) скоростную характеристику (электромеханическую) n=f(I_a);

2) моментную характеристику M_эм=f(I_a);

3) механическую характеристику n=f(M_эм).

4) рабочие характеристики М, P₁, I_а, n, η=f(P₂).

7.5 Контрольные вопросы:

7.5.1 Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

7.5.2 Способы пуска двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Какой способ пуска применяли в лабораторной работе?

7.5.3 Напишите уравнение напряжения на якоре двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

7.5.4 Из уравнения напряжения выведите уравнения тока якоря и скорости вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

7.5.5 Почему пусковой ток значительно превышает номинальный ток якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения?

7.5.6 Почему с увеличением нагрузки частота вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения уменьшается?

7.5.7 Напишите формулу электромагнитного момента двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Объясните величины, определяющие электромагнитный момент.

7.5.8 Напишите зависимость электромагнитного момента двигателя постоянного тока независимого возбуждения от его мощности и угловой скорости вращения якоря.

7.5.9 Перечислите потери мощности в двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Какие из них относятся к постоянным, а какие - к переменным и почему?

7.5.10 Напишите уравнение КПД двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Нарисуйте график зависимости КПД от величины нагрузки.

7.5.11 При каком условии КПД двигателя постоянного тока независимого возбуждения достигает максимума?

7.5.12 Как изменить направление вращения якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения?

7.5.13 Двигатель постоянного тока независимого возбуждения работает с номинальной нагрузкой. Что будет с ним, если произойдёт обрыв цепи возбуждения?