Методические указания. Правила техники безопасности и работы

Правила техники безопасности и работы

В лаборатории электрических машин

1. Работа в лаборатории разрешается только после инструктажа по технике безопасности.

2. При работе необходимо быть предельно внимательным и осторож­ным, чтобы избежать соприкосновения с токоведущими или враща­ющимися частями, нельзя проникать за ограждения.

3. Включать установку можно только после получения разрешения преподавателя.

4. Изменения в схеме производить только при обесточенной установ­ке.

5. При выполнении задания нельзя заниматься посторонними делами, ходить без дела по лаборатории.

6. При перерывах необходимо обесточивать установку.

7. Запрещается выполнение работы при отсутствии преподавателя или лаборанта, а также одному студенту.

8. При неисправностиили несчастном случае немедленно отключить установку и известить преподавателя.

Лабораторная работа №1

Изучение конструкции и определение параметров машин постоянного тока

Цель работы

Изучение конструкции и принципа действия машины постоянного тока, назначения и устройства отдельных ее частей; ознакомление с методами измерения сопротивления об­моток и нахождения геометрической нейтрали.

План выполнения работы

1. Записать паспортные данные исследуемых машин. Ознакомиться с конструкцией машины постоянного тока и с устройством отдельных ее частей. Выполнить эскиз магнитной системы. Выпол­нить эскиз якоря и зарисовать пластину стали якоря. Выполнить эскиз паза якоря с обмоткой.

2. Используя омметр определить выводы обмотки якоря и обмоток возбуждения.

3. С помощью омметра измерить активные сопротивления обмоток возбуждения. Измерения выполнить трехкратно для каждой обмотки. Определить средние значения сопротивлений при температуре окружающей среды и привести их к расчетной температуре 75 °С.

4. Начертить схему для измерения малых сопротивлений (величина которых соизмерима с сопротивлением амперметра) методом амперметра и вольтметра. Измерить сопротивление обмотки яко­ря. Питание схемы осуществить от источника постоянного тока 220 В через токоограничивающий реостат. Подобрать приборы и реостат. Опыт произвести при неподвижном якоре для трех значений тока в якоре в пределах от до . Опыт производить по возможности быстро, во избежание нагрева обмотки. Определить среднее значение сопротивления при расчетной температуре.

Рис. 1. Схема для измерения малых сопротивлений

5. Собрать схему для определения геометрической нейтрали индуктивным методом. Парал­лельную обмотку возбуждения через ключ подключить к источнику постоянного тока. На зажимы якоря подключить вольтметр. Определить положение геометрической нейтрали в соответствии с методиче­скими указаниями.

Рис. 2. Схема для определения геометрической нейтрали индуктивным методом: Ш1-Ш2 – параллельная обмотка возбуждения, Я1-Я2 – обмотка якоря; К - ключ

Методические указания

Измерение сопротивлений обмоток возбуждения машин постоянного тока не отличается какими-либо особенностями. Следует лишь иметь в виду, что сопротивление последовательной обмотки возбу­ждения соизмеримо с сопротивлением соединительных проводов и контактных соединений. Рекоменду­ется произвести замеры сопротивлений трехкратно для каждой обмотки, а затем определить средне­арифметические значения сопротивлений. Если измерения проводятся в холодном состоянии машины при температуре , то необходимо привести сопротивления к расчетной температуре 75 °С в соответствии с выражением:

,

где – температурный коэффициент сопротивления материала обмотки (для меди град^-1, для алюминия град^-1), – измеренное сопротивление при .

Измерение сопротивления обмоток якоря представляет значительные трудности и производится различными методами в зависимости от типа обмотки (петлевая, волновая, простая или сложная, при наличии или отсутствии уравнительных соединений). В работе используется упрощенная методика изме­рения сопротивления.

Для измерения сопротивления обмотки якоря следует наложить все щетки на коллектор и под­вести через них к неподвижному якорю ток, равный от независимого источника постоянного напряжения. Вольтметром измеряется падение напряжения между коллекторными пластинами, лежащими под разноименными щетками. Сопротивление обмотки якоря определяют как .

Для измерения напряжения следует воспользоваться металлическими щупами, один из которых присоединяется к какой-либо пластине, находящейся под щеткой одной полярности, а другой – к соответствующей пластине другой полярности. Так как щетка перекрывает 2-3 пластины, то полезно произвести 2-3 измерения напряжения между всеми соответствующими пластинами обеих полярностей. Измерения следует произвести при 2-3 различных положениях якоря. Действительное значение сопро­тивления обмотки якоря определить как среднеарифметическое измеренных значений.

Нахождение геометрической нейтрали в машинах постоянного тока может быть произведено:

• методом наибольшего напряжения в режиме генератора;

• индукционным методом;

• методом вращения в режиме двигателя.

Метод наибольшего напряжения. Машина приводится во вращение приводным двигателем, возбуждается. Параллельно щеткам подключается вольтметр. При повороте щеточной траверсы определяют положение щеток, соответствующее геометрической нейтрали, то есть когда напряжение достигнет наи­большего значения.

Индукционный метод. При неподвижном якоре параллельная обмотка возбуждения периодиче­ски включается и отключается. При этом всякий раз стрелка вольтметра, включенного на зажимы якоря, отклоняется. Траверса поворачивается до положения, в котором стрелка подключенного к щеткам вольтметра перестает отклоняться при включении и отключении тока возбуждения или отклонение име­ет минимальное значение.

Метод вращения в режиме двигателя. Машина работает в режиме двигателя при двух проти­воположных направлениях вращения под нагрузкой с одинаковыми токами возбуждения и нагрузки и скоростью вращения. Если при этом прикладываемое напряжение также остается неизменным, то щетки стоят правильно на нейтрали.

Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Номинальные данные исследуемой машины и измерительных приборов.

3. Эскиз магнитной системы. Эскиз главного полюса.

4. Эскиз якоря и пластины стали якоря. Эскиз паза якоря с обмоткой.

5. Эскиз клеммной колодки машины с обозначением зажимов обмоток.

6. Схемы измерения сопротивления обмоток и таблицы измерений и вычислений.

7. Схема для определения нейтральной зоны индукционным методом и описание методики.

8. Выводы.

9. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Назовите и покажите основные части машины постоянного тока. Каково назначение каждой из них.

2. Назовите основные участки магнитной цепи машины и покажите их на эскизе.

3. Расскажите порядок расчета магнитной цепи машины.

4. Что такое расчетная длина якоря, расчетная полюсная дуга, расчетный воздушный зазор ма­шины?

5. Что такое геометрическая нейтраль машины постоянного тока?

6. Как производится установка щеток на нейтрали: методом наибольшего напряжения, индук­ционным методом, при вращении в двигательном режиме? На чем основаны эти методы?

7. Что такое физическая нейтраль машины? Как и почему ее положение отличается от положе­ния геометрической нейтрали в двигателе, в генераторе?

8. Почему измеренное сопротивление приводят к расчетной температуре?

9. Объясните назначение коллектора.

10. Расскажите про устройство индуктора.