2015-09-06
987
· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений рис. 2.1 (вариант 1).
· Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение «РУЧН».
· Регулировочные рукоятки возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение «0».
· В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В.
· Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом.
· Установите суммарное сопротивление реостата А13 равным 200 Ом и закоротите его проводником.
· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3.
· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.
· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».
· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
· Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равным 20 В.
|
|
|
· Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя частоты Р3 должна отклониться вправо.
· Нажмите кнопку «ВКЛ» возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Частота его вращения n должна достичь 1500 мин-1.
· Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». В результате генератор постоянного тока G4 должен самовозбудиться.
Внешняя характеристика
· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10 по часовой стрелке, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератора G4) в табл. 2.2.
· Перенесите закоротку с реостата А13 на активную нагрузку А10.
· Уменьшая сопротивление реостата А13 до нуля, продолжайте заносить показания амперметра Р1.1 (ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератора G4) в табл. 2.2.
Таблица 2.2
| I, A | ||||||||||
| U, B |
· Отключите выключатель А6 нажатием кнопки «ОТКЛ». Двигатель М1 должен остановиться.
· Нажмите кнопку «ОТКЛ» возбудителя G3.
Регулировочная характеристика
· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений рис. 2.2 (вариант 2).
· Установите сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 равными 0 Ом.
· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».
· Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя частоты Р3 должна отклониться вправо.
|
|
|
· Нажмите кнопку «ВКЛ» возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Частота его вращения n должна достичь 1500 мин-1.
· Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». В результате генератор постоянного тока G4 должен самовозбудиться.
· Изменяя сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13,установите напряжение U якорной обмотки генератораG4, например,на уровне 90 В.
· Перемещая регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 и поддерживая путем изменения сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 напряжение U якорной обмотки неизменным и равным 90 В, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I) и Р1.3 (ток If) в табл. 2.3.
Таблица 2.3
| I, A | ||||||||||
| If, А |
Нагрузочная характеристика
· Меняя положение регулировочных рукояток активной нагрузки А10 и поддерживая путем изменения сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 ток I якорной обмотки неизменным и равным, например, 0,15 А, изменяйте напряжение U якорной обмотки генератора G4 и заносите показания вольтметра Р1.2 (напряжение U) и амперметра Р1.3 (ток If) в табл. 2.4.
Таблица 2.4
| If, А | ||||||||||
| U, В |
· По завершении эксперимента отключите выключатель А6 нажатием кнопки «ОТКЛ». Отключите источник G1 нажатием на кнопку-гриб и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.
· Используя данные табл. 2.2-2.4, постройте:
- внешнюю характеристику U = f (I) при n = const, If = const (табл. 2.2);
- регулировочную характеристику If = f (I) при n = const, U = const (табл. 2.3);
- нагрузочную характеристику U = f (If) при n = const, I = const (табл. 2.4).
3. РЕГИСТРАЦИЯ И ОТОБРАЖЕНИЕ НА КОМПЬЮТЕРЕ
ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ГЕНЕРАТОРА
ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ
ВОЗБУЖДЕНИЕМ
3.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ
ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
|
Р и с. 3.2. Электрическая схема соединений
(соединение с компьютером)
3.2. ПЕРЕЧЕНЬ АППАРАТУРЫ
Таблица 3.1
| Обозначение | Наименование | Тип | Параметры |
| G1 | Трехфазный источник питания | 201.2 | ~ 400 В / 16 А |
| G3 | Возбудитель синхронной машины | 209.2 | - 0…40 В / 3,5 А |
| G4 | Машина постоянного тока | 101.2 | 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) |
| G5 | Преобразователь угловых перемещений | 6 выходных каналов / 2500 импульсов за оборот | |
| М1 | Машина переменного тока | 102.1 | 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин-1 |
| А2 |  Трёхфазная трансформаторная
группа
| 347.1 | 3´80 В×А / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В |
| А4 | Коннектор | 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов | |
| А5 | Персональный компьютер | IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) | |
| А6, А8 | Трехполюсный выключатель | 301.1 | ~ 400 В / 10 А |
| А12 | Блок датчиков тока и напряжения | 402.3 | 3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В |
| Р3 | Указатель частоты вращения | 506.2 | -2000…0…2000 мин-1 |
3.3. ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ
Источник G1 – источник синусоидального напряжения промышленной частоты.
Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя.
Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.
|
|
|
Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6.
Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего.
Датчик тока в блоке А12 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток короткого замыкания испытуемого генератора G4 в пропорциональное ему нормированное напряжение.
Через аналоговые входы АСН0-АСН8 коннектора А4 напряжение, пропорциональное току короткого замыкания испытуемого генератора G4, вводится в компьютер А5.
3.4. УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТА
· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (рис. 1.1).
· Соедините гнезда защитного заземления «
» устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1.
· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
· Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение «РУЧН».
· Регулировочную рукоятку возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
· В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В.
· Установите в каждой фазе реостата А3 суммарное сопротивление 8 Ом.
· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6, А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения.
· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу «Многоканальный осциллограф». Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса.
· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».
· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
· Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение, равное 20 В.
|
|
|
· Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя Р3 должна отклониться вправо.
· Нажмите кнопку «ВКЛ» возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью.
· Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ».
· Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа.
· Закоротите проводником якорную обмотку генератора G4 и через 3 с остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить».
· Отключите выключатель А6 нажатием кнопки «ОТКЛ». Отключите источник G1 нажатием на кнопку-гриб и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3, выключателей А6 и А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения.
· Используя возможности программы «Многоканальный осциллограф», проанализируйте полученную временную зависимость тока короткого замыкания генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
· Запишите файлы с результатами эксперимента на внешний носитель (флеш-карту) для включения их в отчет.
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните принцип действия генератора постоянного тока.
2. Объясните устройство генератора постоянного тока.
3. Для чего нужен коллектор?
4. Какую роль в машине постоянного тока играют главные и добавочные полюсы?
5. В чем преимущество шихтованного сердечника якоря?
6. Из какого материала изготавливается станина в машинах постоянного тока?
7. От чего зависит величина напряжения на зажимах генератора при холостом ходе?
8. Что такое коэффициент насыщения магнитной системы генератора? Как он определяется?
9. Какой вид имеет уравнение электрического равновесия генератора, работающего под нагрузкой?
10. Чему равна э.д.с. генератора?
11. Что следует предпринять, чтобы изменить полярность напряжения на зажимах генератора?
12. Как по характеристике холостого хода определить величину остаточного потока генератора?
13. Как определяется опытным путем внешняя характеристика генератора?
14. Сравните внешние характеристики генератора при параллельном, смешанном и независимом возбуждениях. В чем их отличие?
15. Назовите области применения генераторов постоянного тока.
16. Какие условия необходимо выполнить для самовозбуждения генератора?
17. Как происходит процесс самовозбуждения генератора?
18. Чем определяется значение тока короткого замыкания генератора параллельного возбуждения?
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Самовозбуждение генератора постоянного тока с регистрацией
и отображением режимных параметров на компьютере................................... 1
1.1. Электрическая схема соединений тепловой защиты машины
переменного тока. 1
1.2. Электрическая схема соединений для регистрации процесса самовозбуждения 2
1.3. Перечень аппаратуры.. 4
1.4. Описание электрических схем соединений. 5
1.5. Указания по проведению эксперимента. 5
2. Определение внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной
u=f(If) характеристик генератора постоянного тока с параллельным возбуждением 8
2.1. Электрическая схема соединений (вариант 1) 8
2.2. Перечень аппаратуры.. 10
2.3. Описание электрических схем соединений. 11
2.4. Указания по проведению эксперимента. 11
3. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. 15
3.1. Электрическая схема соединений для регистрации токов короткого замыкания 15
3.2. Перечень аппаратуры.. 17
3.3. Описание электрических схем соединений. 18
3.4. Указания по проведению эксперимента. 18
4. Контрольные вопросы.. 20
