Работа в лаборатории

4.1. Описание лабораторной установки, назначение оборудования.

Работа выполняется на одной из двух идентичных лабораторных установок ЛУ1(ЛУ3), схема которых приведена на рис.2. В центре стенда установлен агрегат, состоящий из двигателя постоянного тока независимого возбуждения ИМ (испытуемая машина) и нагрузочной машины (НМ).

Питание якорной цепи ИМ осуществляется через автоматический выключатель АВ1 от установленного на стенде ЛУ2 нерегулируемого источника постоянного тока (полупроводниковый выпрямитель) напряжением 220В. По этой причине ток, потребляемый от источника, не может менять направление, а двигатель – переходить в режим рекуперации энергии в сеть.

НМ питается от сети переменного тока через выключатель АВ2.

Рис.2. Схема лабораторной установки.

Испытуемая машина. В цепи обмотки возбуждения двигателя (ОВД) имеются амперметр (I_ВД) и регулируемый источник напряжения (РИН), а также катушка реле РОП, выполняющего защиту двигателя при отсутствии возбуждения. Управление РИН осуществляется с помощью потенциометра «задание тока возбуждения двигателя». Хотя переключатель S3 позволяет подключать цепь якоря двигателя к источнику питания независимо от обмотки возбуждения, однако напряжение на якорь подается только при срабатывании магнитного пускателя К1, что возможно лишь при замкнутых контактах РОП. Магнитным пускателем называется устройство, у которого в одном корпусе смонтированы контактор и две кнопки. Контактор К1 используется для коммутации силовых цепей, а кнопки «Вкл» (зеленая) и «Выкл» (красная) для управления им.

Для получения требуемых характеристик используются сопротивления, включенные последовательно (R_П) и параллельно R_Ш (шунтирующие) якорю. Заданные значения сопротивления R_П устанавливаются переключателем S1, а R_Ш – переключателем S2 согласно таблицам 3 и 4, приведенным в п.2.5.

Три амперметра необходимы для измерения токов в схеме шунтирования, в других опытах измеряется только ток якоря I_Я.

Нагрузочная машина предназначена для снятия механических характеристик ИМ не только в двигательном, но и в тормозных режимах, и поэтому с ее помощью необходимо создавать и регулировать моменты, направленные не только встречно с моментом ИМ, но и согласно с ним.

С этой целью управление НМ осуществляется от специального приводного преобразователя MOVIDRIVE, работающего в режиме регулирования момента. НМ имеет встроенный датчик скорости (ДС), показания которого в об/мин используются при снятии характеристик.

750 rpm 1,25 Amp TorQue operation

Преобразователь MOVIDRIVE, работающий в режиме регулирования момента, позволяет изменять момент, развиваемый нагрузочной машиной, пропорционально ее току I₀ : М_НМ = к_м·I₀, где: к_м = 2,27Нм/А.

На экране дисплея клавишной панели (КП), расположенной на

корпусе преобразователя, отображается информация: текущие

значения частоты вращения n в об/мин (rpm) и тока I₀ в А

(Amp), а также режим работы – регулирование момента

(TORQUE OPERATION), как это показано на рисунке.

После включения АВ2 преобразователь производит внутреннее тестирование и установку параметров, что отображается цифрами «8» и затем «0» на его семисегментном индикаторе, а после их окончания появляется цифра «1». Управление преобразователем осуществляется от отдельного ПУЛЬТа, на котором установлены тумблер включения и выключения привода нагрузочной машины и потенциометр «Задание момента». При выключенном тумблере преобразователь заблокирован и момент М_НМ = 0. После включения он готов к работе, и потенциометром задаются величина и направление момента М_НМ: встречное или согласное.

Переключатели S1, S2, S3 предназначены для установки заданных значений сопротивлений и переключений в схеме. Для защиты двигателя при пуске подача напряжения заблокирована, если рукоятка переключателя S1 находится в положении 8 (R_П = 0). Чтобы произвести пуск ее необходимо установить в любое другое положение.

4.2. Подготовка к работе.

1. На пульте управления преобразователем тумблер установить в положение «ВЫКЛ».

2.Включить автоматические выключатели АВ1 и АВ2;

3. С помощью потенциометра «задание тока возбуждения двигателя» установить номинальное значение тока возбуждения I_ВДН = 0,58А;

4. Установить: 1) переключатель S1 в положение «7» (в цепь якоря вводится сопротивление R_П для ограничения пускового тока); 2) переключатель S2 в положение «1»; 3) переключатель S3 в положение 1 («Сеть»);

5. Нажатием кнопки «Вкл» (зеленая) пускателя К1 запустить двигатель.

Лабораторная установка готова к проведению экспериментов.

ВНИМАНИЕ! При повторных пусках двигателя переключатель S1 всегда нужно устанавливать в любое положение, кроме положения «8».

4.3. Снятие механических характеристик.

Первой всегда снимается точка холостого хода двигателя, когда он преодолевает механические потери агрегата (М_НМ = 0). Для этого необходимо установить тумблер включения нагрузочной машины в положение «ВЫКЛ» и снять эту точку характеристики. Затем необходимо тумблер включения нагрузочной машины перевести в положение «ВКЛ» и, поворачивая потенциометр «задание момента» в направлении «согласно», установить ток якоря I_Я = 0. Это соответствует точке идеального холостого хода (механические потери преодолевает НМ). Проделать измерения. После чего, поворачивая потенциометр в направлении «встречно» и увеличивая ток якоря, снять остальные точки характеристики. На искусственных характеристиках при больших значениях R_П скорость может снизиться до нуля и даже изменить свое направление, а в схеме шунтирования, кроме того, ток якоря может протекать в обоих направлениях.

Измерения следует проводить в пределах: ток якоря – не более 5А в обоих направлениях, скорость от +1300 до –500об/мин.

Рекомендация: Так как в опытах 4.3.1, 4.3.2 и 4.3.3 токи I_Я и I_П одинаковы, то измерения I_Я следует выполнять по амперметру I_П, у которого цена деления в 2 раза больше. В опытах 4.3.4 и 4.3.5 – по амперметру I_Я.

4.3.1. Естественная механическая характеристика. Переключатель S1

установить в положение «8» – скорость двигателя возрастет, что говорит о том, что двигатель перешел на естественную характеристику. Записывать значения скорости (n) и тока (I₀) НМ с дисплея КП, а также по приборам – тока I_Я и напряжения U_Я якоря двигателя. Следует обратить внимание на то, что напряжение остается неизменным. Данные опыта заносятся в Таблицу 6:

Таблица 6

UЯ	IЯ	n	I0
В	А	об/мин	А

4.3.2. Искусственная механическая характеристики при ослабленном

магнитном потоке Ф¢. С помощью потенциометра «задание тока возбуждения двигателя» установить заданное значение тока возбуждения I_ВД¢< I_ВДН и повторить эксперимент по той же методике.

4.3.3. Искусственные механические характеристики с добавочным

последовательным сопротивлением в цепи якоря R _П.

Установить переключатель S1 в положение, соответствующее заданному значению сопротивления R_П. В зависимости от величины R_П при увеличении нагрузки скорость может не только уменьшиться до нуля, но и изменить направление, что соответствует переходу двигателя в тормозной режим противовключения. Обратить внимание на то, что в этом и последующих экспериментах напряжение U_Я при изменении нагрузки меняется. Опыт выполнять для всех заданных значений R_П по методике, описанной в п.4.3.1.

4.3.4. Искусственные механические характеристики для сложной схемы включения с последовательным сопротивлением R _П и шунтированием якоря сопротивлением R _Ш.

Установить переключатель S1 в положение, соответствующее заданному значению сопротивления R_П, а переключатель S2 в положение, соответствующее заданному значению сопротивления R_Ш.

Особенностью данной схемы включения является то, что ток I_П, потребляемый от источника равен сумме токов якоря и шунтирующей цепи:

I_П = I_Я + I_Ш. Поэтому, благодаря перераспределению токов, ток I_П может не изменить своего направления даже при отрицательных I_Я. Таким образом, в данной схеме возможен режим рекуперативного торможения. Поэтому ток якоря I_Я следует изменять в обоих направлениях, не превышая ± 5А.

При снятии характеристик обратить внимание на: 1) уменьшение значения w₀ и наклона механической характеристики по сравнению с п.4.3.3 при тех же R_П; 2) возможность работы двигателя при отрицательных токах якоря; 3) перераспределение токов в отдельных цепях (I_Я, I_П, I_Ш) и их соотношение.

Опыт выполнять для всех заданных значений R_П и R_Ш по методике, описанной в п.4.3.1, но в таблице необходимо добавить два столбца для записи значений токов I_П и I_Ш.

4.3.5. Искусственные механические характеристики в режиме динамического торможения.

Установить переключатель S3 в положение 2 (отключив тем самым якорь от сети), а переключатель S2 в положение, соответствующее заданному значению R_Т. Опыт выполнять для всех заданных значений R_Т по методике, описанной в п.4.3.1. Характеристики снимать только для одного направления скорости.

4.4. Отключение установки. После снятия всех требуемых механических характеристик необходимо: 1) Установить тумблер включения нагрузочной машины в положение «ВЫКЛ»; 2) Нажатием кнопки на корпусе пускателя К1 отключить его; 3) Выключить автоматические выключатели АВ1 и АВ2.