Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы №11

1.Тема учебной программы: «Электрические машины постоянного тока».

2.Тема работы: «Исследование устройства и работы электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением».

3.Цель работы: Сформировать умение анализировать устройство электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением и его работу в разных режимах, определять коэффициент полезного действия.

4.Материально-техническое оснащение:

лабораторный стол с комплектом оборудования, электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения, электроизмерительные приборы, соединительные провода.

5.Теоретическая часть:

Машины постоянного тока обладают свойством обратимости: одна и та же машина может работать в режиме генератора или электродвигателя. По способу возбуждения выделяют четыре типа машин постоянного тока: с последовательным; параллельным; смешанным; независимым возбуждением.

Двигатель с параллельным возбуждением является наилучшим для электроприводов, работающих с постоянной частотой вращения и требующих плавного и экономичного регулирования скорости вращения.

Электродвигатель постоянного тока состоит из вращающегося якоря и неподвижного статора, на котором крепятся магнитные полюса. На полюсах помещается обмотка возбуждения. Обмотка возбуждения создаёт магнитный поток возбуждения.

Якорь представляет собой цилиндр с пазами, набранный из листовой стали. В пазы укладывают обмотку якоря. На валу якоря помещают коллектор, к поверхности которого примыкают щетки.

Принцип работы электродвигателя основан на взаимодействии магнитного поля с проводником, по которому протекает электрический ток. Электромагнитные силы, созданные взаимодействием тока и магнитного поля, будут создавать вращающий момент, под действием которого якорь вращается.

Для ограничения и регулирования пускового тока в цепь якоря включают пусковой реостат, т.к. пусковые токи в якоре значительно превышают номинальные. На такой ток не рассчитаны ни обмотка якоря, ни щетки его коллектора.

Регулирование частоты вращения двигателя осуществляется изменением напряжения и магнитного потока. Основной способ изменения магнитного потока возбуждения с помощью реостата R_pег.

Реверсирование, изменение направление вращения, электродвигателя производится изменением направления тока в цепи якоря или в обмотке возбуждения.

6.Практическая часть:

-анализ устройства электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением;

-измерение силы тока обмотки якоря и силы тока обмоток возбуждения в различных режимах работы двигателя;

-построение рабочих характеристики двигателя по результатам измерений; --определение КПД двигателя.

6.1.Техника безопасности при выполнении работы:

Перед выполнением сборки цепей убедиться, что лабораторный стол обесточен. При выполнении работы не прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. Любые изменения в схеме производить только после отключения питания. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов немедленно выключить напряжение питания и сообщить о неисправности преподавателю.

6.2.Описание выполнения задания:

- ознакомиться с измерительными приборами;

- определить предел измерения и цену деления приборов;

- определить технические характеристики приборов.

6.2.1.Собрать электрическую цепь по схеме (рис.1):

-предъявить собранную электрическую цепь преподавателю для проверки;

-убедиться, что указатель лабораторного автотрансформатора установлен в положение «0 постоянный ток»;

-ослабить ленточный тормоз на валу двигателя;

-установить в собранной электрической цепи ползунки реостатов Rпуск и Rpег в среднее положение;

-осуществить пуск двигателя, нажав кнопку «пуск», убедиться, что указатели динамометров установлены в положение «ноль»;

-установить с помощью лабораторного автотрансформатора в цепи двигателя напряжение 60В;

-переместить ползунок реостата Rпуск в крайнее (начальное) положение;

-перемещая ползунок реостата Rpег, установить силу тока возбуждения 0, 5А.

-определить показания всех измерительных приборов, записать их в таблицу1:

Таблица1

Режим работы	№п/п	измерено	вычислено
U	Iя	Iв	n	F	I	М	P1	P2	η
В	А	А	1/мин	Н	А		Вт	Вт
Холостой ход
Работа под нагрузкой

-не изменяя напряжение в цепи двигателя, провести исследование работы двигателя под нагрузкой;

-установить силу торможения в 1Н (по разности показаний динамометров); -нагрузку измерять динамометрами, постепенно перемещая их снизу вверх, тем самым натягивая ленточный тормоз,

-определить показания всех измерительных приборов, записать значения в таблицу1;

-увеличить нагрузку на валу двигателя до 1, 5Н, определить показания всех измерительных приборов и записать их в таблицу1;

-установить силу торможения сначала в 2, 0Н, потом в 2, 5Н, определить показания всех измерительных приборов и записать их в таблицу1;

-не выключая двигатель, перейти к исследованию скоростной характеристики двигателя при постоянном номинальном напряжении 60В;

- установить на валу двигателя ленточным тормозом силу торможения в 1Н (по разности показаний динамометров);

-установить реостатом Rpег в цепи двигателя силу тока возбуждения Iв=0, 5А;

-определить частоту вращения и записать значение в таблицу2:

Таблица2

-не изменяя нагрузку на валу двигателя, при постоянном номинальном напряжении 60В, изменить реостатом Rpег силу тока возбуждения от 0, 6А до 1, 0А, определить показания измерительных приборов, записать их в таблицу2.

6.3.Требования к оформлению отчета:

Отчет о лабораторной работе выполнить в тетради для лабораторных работ или на листах формата А4. В отчет должны быть внесены: № группы, ФИО учащегося. Отчет должен содержать название раздела, темы работы, цели работы, схемы, графики, таблицы, основные расчетные формулы; таблицы и схемы электрических цепей чертить карандашом с применением чертежных инструментов.

-перечертить в отчет схему электрической цепи (рис.1), таблицу1, таблицу2;

-выполнить необходимые расчеты по формулам, результаты вычислений записать в таблицу1:

-вычислить силу тока двигателя во всех опытах I=Iя +Iв (А);

-вычислить во всех опытах вращательный момент двигателя М=F∙ d/2 (Н*м), где d= 0, 06м диаметр шкива двигателя;

-вычислить во всех опытах полезную мощность двигателя P₂=M n/9, 55 (Вт), где n – скорость вращения двигателя (об/мин);

-вычислить мощность, потребляемую двигателем, во всех опытах P₁=U I (Вт);

-вычислить коэффициент полезного действия двигателя η = P₂/P₁;

-построить графики рабочих характеристик двигателя n=f(P₂), I=f(P₂), M=f(P₂), η =f(P₂), используя измерения и вычисления таблицы1.

Примерный вид рабочих характеристик двигателя (рис.2):

Построить график регулирования скорости вращения двигателя n=f(Iв), используя результаты измерений таблицы 2.

Примерный вид регулировочной характеристики двигателя (рис.3):

Проанализировать результаты измерений и вычислений, записать выводы.

6.4.Контрольные вопросы:

Объяснить, какая машина постоянного тока называется генератором, а какая – двигателем.

Объяснить, как можно регулировать частоту вращения якоря двигателя с параллельным возбуждением.

Раскрыть назначение пускового реостата у двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением.

Перечислить способы реверсирование электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

Перечислить разновидности электродвигателей постоянного тока по способу возбуждения.

6.5.Используемая литература:

Свириденко Э. А., Китунович Ф.Г. Основы электротехники и электроснабжение. Мн., 2008.

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Республиканский институт профессионального образования»

Филиал «Индустриально-педагогический колледж»

Учебная дисциплина

«Электротехника с основами электроники»

Лабораторная работа №12

Снятие параметров генератора постоянного тока с параллельным возбуждением и построение графиков