Исследование электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

на тему:

«Исследование электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения»

Якутск – 2015

Исследование электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения

Цель работы:

Исследование характеристик двигателя постоянного тока независимою возбуждения, построение энергетических диаграмм электродвигателя.

Программа работы

1. Изучить схему для экспериментального исследования электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ), состав и назначение модуле, используемых в работе.

2. Собрать схему для экспериментального исследования ДПТ. Провести пробное включение.

3. Снять естественную механическую и электромеханическую характеристику.

4. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.

Пояснения к работе:

В лабораторной работе используются следующие модули:

- модуль питания стенда (МПС);

- модуль питания (МП);

- модуль добавочных сопротивлений №1 (МДС1);

- модуль измерительный (МИ);

- силовой модуль (СМ);

- модуль преобразователя частоты (ПЧ);

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:

- переключатель SAI модуля МДСI установить в положение «∞»;

- переключатель SAI модуля ПЧ установить в нижнее положение, SA2 – в среднее положение «Стоп», SA3 - в положение «Скорость».

Исследуемая машина постоянного тока входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемую машину постоянного тока М2, нагрузочную машину – машину переменною тока – M1 и импульсный датчик скорости М3.

Схема для исследования двигателя постоянного тока независимого возбуждения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема для исследования двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Якорная цепь ДПТ подключается к выходу нерегулируемого источника постоянного тока МП через добавочное сопротивление RP1 модуля МДС1. Обмотка возбуждения подключается к нерегулируемому источнику постоянного тока МП.

Измерение параметров якорной цепи осуществляется с помощью стрелочных приборов модуля МИ

Тормозные режимы обеспечивает асинхронный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты, переведенному в режим регулирования момента.

Перед началом работы необходимо перевести ПЧ в режим регулирования по моменту

На рисунке 1 между агрегатами M1 и М2 показана механическая связь.

1 Естественная механическая и электромеханическая характеристики

Естественная механическая Характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения представляет собой зависимость частоты вращения от момента нагрузки при номинальных значениях напряжения якоря, тока возбуждения и отсутствии дополнительного сопротивления в якорной цепи: при const, const и .

Естественная электромеханическая характеристика двигателя независимого возбуждения представляет собой зависимость частоты вращения от тока якоря при номинальных значениях напряжения на зажимах якоря, тока возбуждения и отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря: при const, const и .

Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно;

- переключатель SA1 модуля МДС! установить в положение «0», запуститься двигатель постоянного тока;

- подать разрешение на работу ПЧ (SAI) и, выбрав переключателем SA2 модули необходимое направление вращения, задавать с помощью потенциометра RP1 тормозной момент. Если частота вращения двигателя увеличивается, поменять направление задания момента.

- при проведении опыта контролировать ток якоря. Он не должен превышать 1, 5А;

- в процессе проведения опыта необходимо снять точку холостого хода, несколько точек двигательного режима.

Данные опыта занести в таблицу 1.

n, об/мин
, А
, В
, Вт
, Вт
, Вт
, Вт
η
ω
, Н∙ м

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние

Расчетные данные.

Мощность, подводимая к двигателю, Вт:

,

Потери в якорной цепи ДПТ, Вт:

,

где – сопротивление якорной цепи ДПТ, Ом

Мощность на валу двигателя:

,

где – механические потери электродвигателя, Вт.

Коэффициент полезного действия для двигательного режима:

Частота вращения двигателя, 1/с:

Момент на валу двигателя, Н∙ м:

По данным таблицы 1 построить механическую, электромеханическую характеристику, а также зависимость , .

2 Энергетические диаграммы

Энергетические диаграммы представляют собой графическое отображение распределения потерь и показывают направление потоков мощностей в электроприводе. Диаграмма отображается в масштабе для конкретного режима работы и для конкретной точки. Направление потоков мощностей показывается стрелами с указанием величин потерь. Примерный вид диаграммы для двигательного режима представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Энергетическая диаграмма ДПТ для двигательного режима

В лабораторной работе необходимо построить диаграммы для двигательного режима, а также для режима холостого хода.

Контрольные вопросы

1. Как изменить направление вращения ДПТ?

2. Почему у ДПТ возрастает ток якоря при увеличении нагрузки на валу?

3. Почему при уменьшении тока возбуждения частота вращения ДПТ возрастает?

4. Как должен изменяться ток якоря при уменьшении тока возбуждения и постоянном моменте сопротивления на валу двигателя?

5. Как измениться вид механической характеристики двигателя, если ввести в цепь якоря добавочное сопротивление Rдя?

6. Нарисовать приблизительный вид энергетической диаграммы в точке короткого замыкания (моментного тормоза).